p (Phys.org) - Imagine um chip de computador que pode se montar sozinho. De acordo com Eric M. Furst, professor de engenharia química e biomolecular da Universidade de Delaware, engenheiros e cientistas estão mais perto de tornar esta e outras formas escaláveis ​​de nanotecnologia uma realidade como resultado de novos marcos no uso de nanopartículas como blocos de construção em materiais funcionais. p Furst e seus pesquisadores de pós-doutorado, James Swan e Paula Vasquez, junto com colegas da NASA, a Agência Espacial Europeia, Zin Technologies e Lehigh University, relatou a descoberta em 17 de setembro em um artigo no Proceedings of the National Academies of Science ( PNAS ) edição online.

p Intitulado "Cinética multi-escala de uma transição de fase coloidal dirigida por campo, "o artigo detalha como a exploração de colóides pela equipe de pesquisa, partículas microscópicas que têm meros centésimos do diâmetro de um cabelo humano, para entender melhor como os nano "blocos de construção" podem ser direcionados para "automontar" em estruturas específicas.

p A equipe de pesquisa estudou coloides paramagnéticos enquanto aplicava periodicamente um campo magnético externo em intervalos diferentes. Com a frequência e intensidade de campo certas, a equipe foi capaz de observar a transição das partículas de uma forma aleatória, sólido como material em estruturas ou redes cristalinas altamente organizadas.

p De acordo com Furst, um professor do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular da UD, ninguém antes testemunhou essa "separação de fase" guiada das partículas.

p "Este desenvolvimento é empolgante porque fornece uma visão sobre como os pesquisadores podem construir estruturas organizadas, cristais de partículas, usando campos de direcionamento e pode levar a novas descobertas sobre como podemos obter materiais para se organizar, "Furst disse.

p Como a gravidade desempenha um papel na forma como as partículas se montam ou desmontam, a equipe de pesquisa estudou as suspensões a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) por meio de esforços colaborativos com cientistas e astronautas da NASA. Uma observação interessante, Furst relatou, foi como a estrutura formada pelas partículas engrossou lentamente, em seguida, cresceu rapidamente e se separou - semelhante à forma como o óleo e a água se separam quando combinados - antes de se realinhar em uma estrutura cristalina.

p Já, O laboratório de Furst criou novos nanomateriais para uso em materiais de comunicação óptica e revestimentos de barreira térmica. Este novo detalhe, junto com outros dados registrados sobre o processo, agora permitirá que os cientistas descubram outros caminhos para manipular e criar novos nanomateriais a partir de blocos de construção de nanopartículas.

p "Agora, quando temos uma partícula que responde a um campo elétrico, podemos usar esses princípios para guiar essa montagem em estruturas com propriedades úteis, como na fotônica, "Furst acrescentou.

p O trabalho pode ser potencialmente importante na fabricação, onde a capacidade de pré-programar e direcionar a automontagem de materiais funcionais é altamente desejada.

p “Esta é a primeira vez que apresentamos a relação entre uma estrutura inicialmente desordenada e uma altamente organizada e pelo menos um dos caminhos entre as duas. Estamos entusiasmados porque acreditamos que o conceito de automontagem direcionada possibilitará uma forma escalonável de nanotecnologia, " ele disse.