p A acústica é a fusão da acústica e da mecânica dos fluidos que fornece um contato livre, manipulação rápida e eficaz de fluidos e partículas em suspensão. A onda acústica aplicada pode produzir um campo de pressão com média de tempo diferente de zero para exercer uma força de radiação acústica em partículas suspensas em um canal microfluídico. Contudo, para partículas abaixo de um tamanho crítico, a força de arrasto viscosa domina as forças de radiação acústica devido ao forte fluxo acústico resultante da dissipação de energia acústica no fluido. Assim, o tamanho da partícula atua como um fator limitante chave no uso de campos acústicos para aplicações de manipulação e classificação que, de outra forma, seriam úteis em campos, incluindo detecção (nanopartículas plasmônicas), biologia (enriquecimento de pequenas biopartículas) e óptica (microlentes). p Embora a manipulação de nanopartículas acústicas tenha sido demonstrada, frequências terahertz (THz) ou gigahertz (GHz) são geralmente necessárias para criar comprimentos de onda em nanoescala, em que a fabricação de tamanhos de recursos muito pequenos de transdutores SAW é um desafio. Além disso, posicionamento de nanopartícula única em armadilhas discretas não foi demonstrado em campos nanoacústicos. Portanto, há uma necessidade premente de desenvolver um rápido, método preciso e escalonável para manipulação de escala individual de nano e submicron em campos acústicos usando frequências megahertz (MHz).

p Uma equipe de pesquisa interdisciplinar liderada pelo Professor Associado Ye Ai da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD) e Dr. David Collins da Universidade de Melbourne, em colaboração com o professor Jongyoon Han do MIT e o professor associado Hong Yee Low do SUTD, desenvolveu uma nova tecnologia acustofluídica para captura de partículas submicrônicas massivamente multiplexadas dentro de nanocavidades no nível de uma única partícula.

p O dispositivo acústico usa ondas acústicas de superfície (SAWs) como fonte de acionamento e contém uma camada de nanocavidade elástica localizada na interface do canal microfluídico e do transdutor acústico. O SAW gerado dá origem a deformações acústicas nas nanocavidades e produz um campo acústico com média de tempo que gera gradientes de força acústica em nanoescala ao longo do canal.

p Aproveitando este campo de força acústica em nanoescala único para superar o movimento browniano e o streaming acústico, a equipe foi capaz de manipular milhões de partículas individuais em escala nanométrica e submicrométrica em direção às nanocavidades. A implementação da camada de nanocavidade no atuador SAW fornece posições de captura discretas onde nanopartículas individuais podem ser confinadas pela exposição a SAW e liberadas com a cessação da excitação SAW. Este é um sistema de captura sem contato e de processamento rápido com potencial para ampla aplicação na classificação, padronização e captura seletiva de tamanho de objetos submícron e nanoescala.

p Este trabalho foi publicado em Pequena , um nível superior, jornal multidisciplinar, cobrindo um amplo espectro de tópicos em estudos teóricos e experimentais em nano e microescala, e foi destaque na capa interna da edição. Estudantes de graduação e pós-doutorado do SUTD, incluindo Mahnoush Tayebi, Richard O'Rorke e Him Cheng Wong participaram deste projeto de pesquisa.