Un material súper resbaladizo que regenera su carga superficial cuando se ilumina podría allanar el camino para la próxima generación de materiales interfaciales y microfluidos. El nuevo material es una combinación de un copolímero, pequeñas partículas de metal líquido y microestructuras que atrapan lubricantes, y sus desarrolladores dicen que podría encontrar aplicaciones en dispositivos de laboratorio en un chip, diagnósticos biológicos y análisis químicos.
Las superficies porosas con infusión de lubricante resbaladizo (SLIPS, por sus siglas en inglés) son muy prometedoras para los dispositivos que se autolimpian, evitan la formación de hielo y son capaces de resistir la "incrustación" de microorganismos que, de lo contrario, podrían acumularse en estructuras como cascos de embarcaciones o chips de microfluidos. Sin embargo, estos lubricantes tienen sus desventajas. Por un lado, actúan como una pantalla física para el material debajo de ellos, enmascarando así cualquier propiedad deseable (como la carga superficial) que pueda tener. Tal cribado no es bueno para aplicaciones en las que las gotas y los líquidos deben manipularse y transportarse a través de la superficie resbaladiza de forma controlada.
Robusta capacidad de regeneración de carga
Investigadores liderados por Xuemin Du de las Institutos de Tecnología Avanzada de Shenzhen, Academia de Ciencias de China, han desarrollado ahora un material resbaladizo que no sufre estos efectos de detección. La nueva superficie resbaladiza cargada inducida por la luz (LICS), como se la denomina, consta de tres componentes principales: partículas de metal líquido Ga-In de tamaño micro para convertir de manera eficiente la luz absorbida en calor local; fluoruro de polivinilideno-co-trifluoroetileno) copolímero por su excelente comportamiento ferroeléctrico; y microestructuras recubiertas con una capa de SiO hidrofobizado2nanopartículas para atrapar el lubricante.
En una serie de experimentos detallados en Science Advances, el equipo usó la luz para controlar el movimiento de las gotas colocadas en el nuevo LICS, moviéndolas a velocidades tan altas como alrededor de 18.8 mm/sy en distancias tan largas como alrededor de 100 mm. Estas gotitas, que pueden ser microscópicas o macroscópicas (sus volúmenes oscilaban entre 10-3 hasta 1.5 x 103 µL) también puede trepar por superficies planas o curvas gracias a la carga del LCIS, algo que no es posible con los SLIPS actuales.
“El LICS puede alcanzar rápidamente hasta 1280 picoculombios por mm cuadrado en 0.5 s cuando se expone a la iluminación”, explica Du. “Su sólida capacidad de regeneración de carga no muestra deterioro aparente incluso después de haber estado expuesto a 10 000 ciclos de irradiación de infrarrojo cercano por impulsos, o incluso sumergido en aceite de silicona durante seis meses”.
Los efectos cuánticos hacen que el magneteno sea sorprendentemente resbaladizo
Según el equipo, el LICS podría usarse para crear robots orientables basados en gotas y para realizar reacciones químicas. También podría integrarse en un chip de microfluidos sin bomba, lo que permitiría un diagnóstico y análisis biológico confiable en un diseño cerrado.
Los investigadores ahora planean optimizar aún más su control de las gotas. "También ampliaremos las aplicaciones bioquímicas de estos polímeros inteligentes y chips microfluídicos LICS", dice Du. Mundo de la física.
