p Ajustar a estrutura do material no nível da nanoescala pode ser muito difícil de conseguir - mas e se tivéssemos partículas pequenas, que se montam sozinhos, criando a estrutura necessária? Na Universidade de Tecnologia de Viena (TU Wien), o fenômeno da automontagem está sendo investigado pelo estudo de partículas com carga não homogênea. Dependendo de diferentes parâmetros, eles podem formar estruturas semelhantes a gel ou cristal. Esse tipo de automontagem é uma grande promessa para a nanotecnologia. p Micro partículas com superfícies especialmente estruturadas

p Emanuela Bianchi é cientista do grupo de pesquisa do Prof. Gerhard Kahls no Instituto de Física Teórica da Universidade de Tecnologia de Viena. Em suas simulações de computador, ela reproduz o comportamento de partículas que não são maiores do que alguns micrômetros - comparáveis ​​a vírus ou pequenas bactérias. Ela está especialmente interessada em nanopartículas com uma superfície complicada, consistindo em diferentes tipos de remendos diferenciados por diferentes propriedades físicas.

p Um trabalho recente (financiado por uma bolsa Elise Richter pela FWF) focou em partículas com regiões de superfície carregadas de forma não homogênea:A maioria das partículas carrega carga elétrica negativa, mas as regiões polares no topo e na base da partícula são positivamente carregadas. "Devido ao fato de que cargas semelhantes se repelem, enquanto cargas opostas se atraem, "diz Emanuela Bianchi, "nossas partículas tendem a se alinhar de tal forma que o pólo de uma partícula aponta para o equador da outra." Mas quando muitas dessas partículas interagem, as coisas ficam mais complicadas.

p As simulações de computador agora foram capazes de mostrar como essas partículas se comportam quando são aprisionadas entre dois planos, de modo que precisam se alinhar em estruturas quase bidimensionais. Os resultados mostraram que existem diferentes configurações possíveis:às vezes, as partículas são compactadas em uma estrutura hexagonal simples, que é bem conhecido pelos cristais. As vezes, estruturas semelhantes a gel menos ordenadas emergem, com anéis interconectados de cinco ou seis partículas.

p "Com o nosso modelo, podemos descobrir quais parâmetros determinam a estrutura emergente, "diz Emanuela Bianchi. O tamanho das manchas polares com carga positiva desempenha um papel especialmente importante. As esferas nas quais a fronteira entre as cargas negativa e positiva está a 45 graus de latitude criam estruturas muito mais ordenadas do que as partículas nas quais essa fronteira está mais próxima do pólo , a 60 graus. O resultado também pode ser influenciado pelo ajuste da carga elétrica da placa de piso sobre a qual as partículas repousam - um parâmetro muito fácil de controlar em um experimento. Esse parâmetro controla o tamanho dos agregados e pode até ser responsável por uma supressão completa da agregação de partículas.

p Materiais com propriedades Taylor Made

p Compreender a automontagem de micropartículas abre as portas para o projeto de partículas que formam automaticamente estruturas feitas por encomenda. Dependendo do alinhamento microscópico das partículas, eles criam tipos de superfície com diferentes densidades e diferentes respostas a estímulos externos (por exemplo, campos eletromagnéticos). Isso significa que estruturas automontadas podem, por exemplo, ser usadas para criar filtros com porosidade ajustável. "Especialmente para aplicações biomédicas, isso poderia ter muitas aplicações possíveis, "diz Emanuela Bianchi.