Инновационная фabricация искусственных молекул завоевывает лучшую награду за постер

Ранее в этом году исследователи из ETH Zurich и IBM Research — Zurich представили прорывную технику построения искусственных молекул из 1-мкм микросфер, опубликованную в Science Advances. Эти микроскопические частицы, примерно размером с бактерии, держат обещание для будущих микро-роботов, фотоники и фундаментальных биохимических исследований.

Сунбо Ни, пред-докторант в лаборатории IBM в Цюрихе и студент ETH, удостоен Лучшей награды за постер за «Programmable Assembly of Colloidal Molecules» на конференции Faraday Discussions Королевского химического общества.

Ниже интервью с д-ром Ни, описывающее науку за его работой и будущие импликации.

Сунбо Ни, IBM Research‑Zurich

Что включает ваше исследование и почему оно значимо?

Сунбо Ни: Мы разработали метод фabricации гибридных коллоидных объектов, превосходящих конвенциональные подходы вроде физического парового осаждения или полимеризации на смене, которые часто ограничены в композиции и геометрии. Точно понимая геометрию ловушек, мы можем позиционировать множественные частицы в одной ловушке для создания сложных, программируемых структур.

Эти многофункциональные кластеры комбинируют электрические, магнитные и другие свойства, движимые частицыми за пределы уменьшения размера к мультифункциональности — интеграции разнородных элементов в единый блок.

Как вы собирали коллоидные молекулы?

Сунбо Ни: Наша техника вдохновлена эффектом кофейного пятна. В капеле испарение сильнее на краю, заставляя частицы течь наружу и оседать в кольце. Мы использовали этот принцип, помещая каплю воды с микросферами над шаблоном с инженерированными отверстиями. По мере испарения капли поверхностное натяжение направляло частицы в отверстия, и перемещение капли по шаблону позволяло точно позиционировать частицы.

Поверхностное натяжение воды удерживает жидкость от выливания через бортики чашки.

Каковы потенциальные приложения ваших находок?

Сунбо Ни: Изначально наши эксперименты служат фундаментальным исследованиям, предлагая модели для понимания природных процессов само-сборки. Однако метод универсален — введение магнитных частиц позволяет внешнее манипулирование, а включение частиц, загруженных лекарством, может облегчить таргетированную доставку лекарств для персонализированной медицины.

Каковы ваши следующие исследовательские цели?

Сунбо Ни: Мы исследуем, как комбинировать разные материалы в вариативных геометриях для программирования анизотропии — направленной зависимости — критичной для локального движения в микро-объектах вроде Janus каталитических частиц и бактериальных флагелл. Наша цель — создать коллоидные объекты, действующие как крошечные роботы, питаемые внешней энергией, способные плавать, смешивать и транспортировать. Эти способности могут революционизировать биофизические и биомедицинские исследования.