p Nanopartículas - partículas minúsculas 100, 000 vezes menor do que a largura de uma mecha de cabelo - pode ser encontrada em tudo, desde formulações para administração de drogas a controles de poluição em carros e aparelhos de TV HD. Com propriedades especiais derivadas de seu tamanho minúsculo e, posteriormente, área de superfície aumentada, eles são essenciais para a indústria e a pesquisa científica. p Eles também são caros e complicados de fazer.

p Agora, pesquisadores da USC criaram uma nova maneira de fabricar nanopartículas que transformará o processo de uma tarefa árdua, lote por lote enfadonho em uma grande escala, linha de montagem automatizada.

p O método, desenvolvido por uma equipe liderada por Noah Malmstadt da USC Viterbi School of Engineering e Richard Brutchey da USC Dornsife College of Letters, Artes e Ciências, foi publicado em Nature Communications em 23 de fevereiro.

p Considerar, por exemplo, nanopartículas de ouro. Eles demonstraram ser capazes de penetrar facilmente nas membranas celulares sem causar qualquer dano - um feito incomum, dado que a maioria das penetrações das membranas celulares por objetos estranhos pode danificar ou matar a célula. Sua capacidade de deslizar através da membrana celular torna as nanopartículas de ouro dispositivos de distribuição ideais de medicamentos para células saudáveis, ou doses fatais de radiação para células cancerosas.

p Contudo, um único miligrama de nanopartículas de ouro custa atualmente cerca de US $ 80 (dependendo do tamanho das nanopartículas). Isso coloca o preço das nanopartículas de ouro em US $ 80, 000 por grama - enquanto um grama de puro, o ouro bruto custa cerca de US $ 50.

p "Não é o ouro que o está tornando caro, "Malmstadt disse." Nós podemos fazê-los, mas não é como se pudéssemos fazer barato um tambor de 50 galões cheio deles. "

p Agora mesmo, o processo de fabricação de uma nanopartícula normalmente envolve um técnico de um laboratório de química que mistura um lote de produtos químicos manualmente em frascos e béqueres tradicionais.

p A nova técnica de Brutchey e Malmstadt, em vez disso, depende da microfluídica - tecnologia que manipula minúsculas gotículas de fluido em canais estreitos.

p "Para ir em grande escala, temos que ir pequenos, "Brutchey disse. Muito pequeno.

p A equipe imprimiu em 3D tubos com cerca de 250 micrômetros de diâmetro - que eles acreditam ser os menores, tubos impressos em 3D totalmente fechados em qualquer lugar. Para referência, seu grão de poeira de tamanho médio tem 50 micrômetros de largura.

p Eles então construíram uma rede paralela de quatro desses tubos, lado a lado, e correu uma combinação de dois fluidos não misturáveis ​​(como óleo e água) através deles. Enquanto os dois fluidos lutavam para sair pelas aberturas, eles espremeram gotículas minúsculas. Cada uma dessas gotículas atuou como um reator químico em microescala em que os materiais foram misturados e nanopartículas foram geradas. Cada tubo microfluídico pode criar milhões de gotículas idênticas que realizam a mesma reação.

p Este tipo de sistema foi idealizado no passado, mas não pôde ser ampliado porque a estrutura paralela significava que se um tubo emperrasse, isso causaria um efeito cascata de mudanças nas pressões ao longo de seus vizinhos, derrubando todo o sistema. Pense nisso como perder uma única luz de Natal em um dos fios de estilo antigo - perca uma, e você perde todos eles.

p Brutchey e Malmstadt contornaram esse problema alterando a geometria dos próprios tubos, moldar a junção entre os tubos de forma que as partículas saiam de um tamanho uniforme e o sistema fique imune às mudanças de pressão.

p Malmstadt e Brutchy colaboraram com Malancha Gupta da USC Viterbi e os alunos de graduação da USC Carson Riche e Emily Roberts.