(Phys.org) - Pesquisadores da Aalto University e Paris Tech colocaram gotículas de água contendo nanopartículas magnéticas em fortes superfícies repelentes de água e as alinharam em várias estruturas estáticas e dinâmicas usando campos magnéticos oscilantes periodicamente. Esta é a primeira vez que os pesquisadores demonstraram uma alternância reversível entre automontagem estática e dinâmica.

“Estamos conduzindo essa linha de pesquisa porque ela abre um caminho para a criação de novos sistemas e materiais responsivos e inteligentes, "disse o Dr. Robin Ras da Aalto University.

A automontagem é um processo no qual vários componentes formam estruturas ou padrões organizados sem direção externa. O processo é muito interessante para cientistas e indústria, porque muitos sistemas naturais dependem de estruturas auto-montadas e podem inspirar ainda mais aplicações tecnológicas.

"A formação da estrutura pode ser estática, impulsionado pela minimização de energia, ou dinâmico, impulsionado por alimentação contínua de energia. Ao longo dos anos, conseguimos criar materiais funcionais baseados em hierarquias estáticas automontadas. Este sistema de modelo abre caminho para materiais dinâmicos ainda mais versáteis, em que as estruturas são formadas pela alimentação de energia, "disse o professor da Academia Olli Ikkala.

Ao usar o novo sistema de modelo, os pesquisadores demonstraram que os padrões de gotículas estáticas podem se transformar reversivelmente em dinâmicos quando a energia é fornecida ao sistema por meio de um campo magnético oscilante. A transição foi considerada complexa e os padrões mais complicados surgiram quando a alimentação de energia foi apenas o suficiente para entrar no regime de automontagem dinâmico.

Além da ciência por trás da automontagem, os padrões de gotículas também são visualmente cativantes.

"Em alguns padrões, o movimento das gotículas assemelha-se ao da dança. Nós achamos isso simplesmente lindo, "disse o Dr. Jaakko Timonen.

Este trabalho é parte da tese de doutorado recém-concluída de Jaakko Timonen no Departamento de Física Aplicada da Universidade de Aalto. É uma pesquisa multidisciplinar, combinando expertise em síntese de nanopartículas magnéticas, superfícies superhidrofóbicas, e compreensão aprofundada de automontagens.

"A ampla experiência de Jaakko Timonen foi fundamental para combinar três campos aparentemente não relacionados:nanopartículas magnéticas de revestimentos repelentes de água, e auto-montagem, "disse o Dr. Ras.

Os resultados foram publicados em Ciência em 19 de julho, intitulado "Auto-montagem estática e dinâmica comutável de gotas magnéticas em superfícies superidrofóbicas".