Até agora, a produção de líquidos que podem ser moldados e remodelados sob demanda não foi possível. Os cientistas descobriram uma maneira simples de formar gotículas estabilizadas em uma variedade de estruturas. Conjuntos de nanopartículas-polímero firmemente empacotados em superfícies de gotículas foram espremidos em conjuntos de formas desejadas com um campo elétrico. Esta nova abordagem é uma rota simples para formar gotículas de uma fase líquida em outro líquido. Isso pode levar à produção contínua de discretos, responsivo, e sistemas totalmente líquidos reconfiguráveis.

Esta é uma plataforma única para imprimir líquidos em estruturas como pequenos tubos ou géis esponjosos especiais com as dimensões de canal desejadas. Esta impressão pode estruturar, reorganizar, e bloquear indefinidamente o arranjo espacial dos líquidos. O resultado? Os líquidos impressos podem criar caminhos otimizados para o fluxo de mecânica, elétrico, ou energia óptica através de um material. O ajuste da compressão na superfície pode levar a tecnologias avançadas - até mesmo revolucionárias - de armazenamento de energia e catalisadores.

As células biológicas compartimentam as funções de proteínas e enzimas dentro das organelas e se organizam em tecidos que se coordenam para realizar o trabalho. Trapping, a.k.a. jamming, nanopartículas em superfícies de gotículas de água oferecem rotas incomparáveis ​​para compartimentar de forma semelhante matéria feita pelo homem, resultando na montagem de líquidos estruturados.

Cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley demonstraram que dois líquidos que não se misturam (chamados de imiscíveis) podem ser moldados sob demanda em estruturas não esféricas estáveis. A chave são surfactantes de nanopartículas compactadas (materiais semelhantes a sabão) nas superfícies das gotículas que são comprimidas por um campo elétrico. Uma gota de água contendo nanopartículas decoradas com grupos funcionais carregados negativamente foi criada pela primeira vez. A gota de água estava em um óleo contendo polímeros com grupos complementares carregados positivamente em uma extremidade. Isso permitiu que as cargas opostas formassem conjuntos na interface água-óleo. Um campo elétrico foi aplicado em toda a gota, deformando-o em uma forma alongada com área de superfície aumentada. Isso permitiu que mais conjuntos se formassem na superfície da gota. Após a remoção do campo elétrico, a gota tentou reverter para uma forma de área de superfície inferior (esfera). Contudo, os conjuntos foram comprimidos e emperrados na interface. Isso fez com que a forma do líquido fosse fixada, "prender" o líquido em uma forma altamente instável.

Suprimir a instabilidade permite o desenvolvimento de um processo contínuo para formar gotas altamente uniformes com uma ampla variedade de formas. Além disso, a configuração do droplet pode ser alterada de forma controlada. A aplicação subsequente de uma força, como um campo elétrico ou magnético, pode causar a deformação da gota. O conjunto emperrado torna-se fluido. Isso permite que sua organização espacial seja reconfigurada e uma nova forma de gota se forme após a remoção do campo.

Usando este processo simples, dois líquidos imiscíveis produziram o primeiro tortuoso, Estrutura totalmente líquida com canais submicrométricos interconectados (mais estreitos que um fio de cabelo humano) e uma forma persistente. Tais "bijels" (emulsão bloqueada bicontínua) podem ter vantagens como materiais para catálise e armazenamento de energia, mas as dificuldades em produzi-los e reduzir o tamanho de seu canal limitaram seu valor até o momento. Esta abordagem nanopartícula-surfactante é mais simples e levou a bijels com tamanhos de canal ajustáveis ​​- até dez vezes mais baixos do que atualmente possível. Uma ampla variedade de líquidos, Nano-partícula, e químicas e concentrações de polímero podem ser usadas. Essas descobertas fornecem orientação valiosa para a seleção de nanopartículas e polímeros funcionalizados para ajustar o processo de montagem de gotículas para gerar líquidos estruturados de uma maneira previsível.