Метод изготовления искусственных молекул получил приз за лучший плакат

Сонбо Ни , IBM Research-Zurich

Ранее в этом году ученые из ETH Zurich и IBM Research - Zurich опубликовали новый метод в журнале Science Advances . для изготовления искусственных молекул из различных типов микросфер, маленьких круглых частиц диаметром 1 микрометр - размером примерно с бактерии. Хотя они крошечные, ученые считают, что однажды эти микроскопические объекты можно будет использовать в микророботах, фотонике и фундаментальных биохимических исследованиях.

Одним из ученых, занимавшимся этим исследованием, является Сонгбо Ни, докторант лаборатории IBM в Цюрихе, обучающийся в ETH Zurich. Сегодня он был награжден призом за лучший плакат за «Программируемую сборку коллоидных молекул» на конференции Фарадея Королевского химического общества.

Я сел с Сонбо, чтобы обсудить его исследование.

Многоматериальные линейные и нелинейные кластеры Источник:Science Advances

Опишите свое исследование. В чем его значение?

Сонбо Ни: Мы изобрели способ производства гибридных коллоидных объектов, которые превосходят существующие методы, такие как физическое осаждение из паровой фазы, затравочная полимеризация и другие, которые обычно ограничиваются простым составом и геометрией.

Мы выяснили, что, понимая геометрию места отлова, мы можем размещать различные частицы в определенных положениях в одном и том же месте для создания уникальных сложных объектов с последовательностью, которую мы хотим запрограммировать.

Когда у вас есть несколько компонентов, вы можете манипулировать кластерами несколькими способами одновременно, например, используя их электрические и магнитные свойства. Тенденция в технологии частиц сместилась от стремления к тому, чтобы частицы были как можно более маленькими, к созданию многофункциональных частиц - наличия большего количества элементов в одном устройстве.

Как вы собирали коллоидные молекулы?

SN: У этой техники есть некоторые общие черты с хорошо известным эффектом кофейных пятен.

Капля (кофе) испаряется сильнее по краям и меньше в массе. Это приводит к потоку частиц из жидкости внутри к краю и отложению крошечных частиц кофе по краю, образуя типичное темное кольцо.

Мы использовали похожую идею. Мы помещали каплю воды, содержащую микросферы, на шаблон с отверстиями и выпаривали каплю, чтобы вывести частицы вперед. Затем мы переместили каплю на отверстия. Частицы будут помещены в отверстия, которые мы разработали из-за поверхностного натяжения воды.

Явление поверхностного натяжения воды удерживает жидкость от разливания по стенкам чашки.

Какое применение вы нашли в своем проекте?

SN: В это время эксперименты в первую очередь связаны с фундаментальными исследованиями, в которых люди могут использовать эти коллоидные кластеры в качестве моделей для понимания многих естественных процессов самосборки. Наш метод может использоваться с различными функциональными частицами для практического применения.

Например, введение магнитных частиц может позволить внешнее манипулирование кластерами. Если мы и дальше комбинируем частицы, наполненные лекарствами, это можно будет использовать при доставке лекарств для выпуска лекарств в определенном месте для персонализированного здравоохранения.

Каковы ваши следующие шаги?

SN: Мы все еще исследуем эти частицы, демонстрируя, как мы можем комбинировать различные материалы с различной геометрией, чтобы запрограммировать определенную анизотропию, то есть зависимость от направления. Хорошо известно, что локальная анизотропия ответственна за локальные движения многих микрообъектов, таких как каталитические частицы Януса и бактериальные жгутики. Мы изучаем возможность сочетать различные свойства в одном коллоидном объекте, а затем заставить его действовать как крошечный робот с подачей внешней энергии.

Следующие результаты обещают быть захватывающими. Надеюсь, вскоре мы продемонстрируем, как мы можем заставить эти частицы действовать как случайные пловцы, смесители и транспортеры, что может быть очень полезно в биофизических и биомедицинских исследованиях.