p Uma equipe liderada por cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia dos EUA (Berkeley Lab) encontrou uma maneira de fazer um estado semelhante a um líquido se comportar mais como um sólido, e então reverter o processo. p Eles colocaram uma gota de um líquido contendo nanocristais de óxido de ferro em um líquido oleoso contendo minúsculos fios de polímero.

p Eles descobriram que um aditivo químico na gota pode competir com o polímero - como um pequeno cabo de guerra - em nanopartículas na interseção dos líquidos.

p Eles foram capazes de fazer com que as nanopartículas montadas aqui travassem, fazendo-o agir como um sólido, e então para desbloquear e retornar a um estado de líquido pela ação competitiva de empurrar e puxar do polímero e do aditivo.

p "A capacidade de se mover entre esses estados congestionados e não congestionados tem implicações para o desenvolvimento de eletrônicos totalmente líquidos, e para interagir com as células e controlar as funções celulares, "disse Tom Russell da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab, que co-liderou o estudo com Brett Helms, um cientista da equipe da Fundição Molecular do Berkeley Lab. A Molecular Foundry é uma facilidade do usuário do DOE Office of Science especializada em pesquisa em nanociência.

p "Pudemos observar essas gotas passarem por essas transformações de fase em tempo real, "Helms disse." Ver para crer. Estamos analisando as propriedades mecânicas de um líquido 2-D e de um sólido 2-D. "Os resultados foram publicados online em 3 de agosto em Avanços da Ciência .

p Eles observaram esse movimento entre os dois estados simplesmente observando as mudanças na forma da gota. As mudanças fornecem informações sobre a tensão na superfície da gota, como observar a superfície de um balão inflando ou esvaziando.

p Eles usaram um microscópio de força atômica, que funciona como uma minúscula agulha de toca-discos para se mover sobre a superfície da gota para medir suas propriedades mecânicas.

p O último estudo baseia-se em pesquisas anteriores de Russell e Helms, pesquisadores visitantes, e outros na Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e na Fundição Molecular para esculpir complexos, estruturas 3-D totalmente líquidas, injetando fios de água em óleo de silicone.

p Embora a mudança do estado líquido para o estado sólido normalmente envolva mudanças de temperatura, neste último estudo, os pesquisadores introduziram um composto químico conhecido como ligante que se liga à superfície das nanopartículas de maneira precisa.

p "Demonstramos não apenas que podemos pegar esses materiais 2-D e passar por essa transição de sólido para líquido, mas também controlar a taxa em que isso acontece por meio do uso de um ligante em uma concentração definida, "Helms disse.

p Em concentrações mais altas de ligante, a montagem de nanocristais relaxou mais rapidamente de um estado congestionado para um estado não congestionado.

p Os pesquisadores também descobriram que poderiam manipular as propriedades das gotículas líquidas na solução de óleo aplicando um campo magnético - o campo pode deformar a gota, atraindo os nanocristais contendo ferro, por exemplo, e mudar a tensão na superfície das gotas.

p Encontrar novas maneiras de controlar esses sistemas totalmente líquidos pode ser útil para interagir com sistemas vivos, Helms disse, como células ou bactérias.

p "Basicamente, você pode ter a capacidade de se comunicar com eles - mova-os para onde quiser, ou mover elétrons ou íons para eles, "Russell disse." Ser capaz de acessar isso por meio de entradas simples é o valor disso. "

p O estudo também é valioso por mostrar propriedades químicas e mecânicas fundamentais dos próprios nanocristais.

p Helms observou que a simplicidade do estudo mais recente deve ajudar outros a aprender com a pesquisa e a construí-la. "Não usamos nada complicado aqui. Nosso objetivo é mostrar que qualquer pessoa pode fazer isso. Ele fornece uma visão inteligente sobre a nanoquímica em interfaces. Também nos mostra que sistemas químicos podem ser projetados com estruturas e propriedades personalizadas no domínio do tempo, como bem como no domínio espacial. "

p Pesquisas futuras podem se concentrar em como miniaturizar as estruturas líquidas para aplicações biológicas ou para aplicações de energia em materiais 2-D, Russell observou.

p “A beleza deste trabalho é a manipulação de elementos em nanoescala, apenas bilionésimos de polegada de tamanho, em construções maiores que respondem e se adaptam ao seu ambiente ou a gatilhos específicos, " ele disse.