Polscy naukowcy odkryli nową postać kropli wody

W Instytucie Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie zaobserwowano niezwykłe struktury zbudowane z mikrokropel w kroplach. Zaskakujące kształty tych tak zwanych mezoatomów odkryto dzięki metodzie precyzyjnej kontroli rozmieszczenia kropelek jednej cieczy wewnątrz kropli innej cieczy.

Polscy naukowcy odkryli nową postać kropli wody

O tym, że wewnątrz kropli jednej cieczy (np. oleju) można umieścić pewną liczbę kropel innej, niemieszającej się cieczy (np. wody) było wiadomo od dawna. Znany był też fakt, że w określonych warunkach wewnętrzne kropelki mogą się układać w stabilne struktury, nazywane mezoatomami. Dotychczas przyjmowano jednak, że kształty tych struktur zależą tylko od liczby formujących je kropelek. W rezultacie liczba możliwych do otrzymania mezoatomów była niewielka.

My pokazaliśmy, że kształty struktur, w które samoczynnie układają się wewnętrzne kropelki, zależą nie tylko od ich liczby, ale także od wzajemnych proporcji ich objętości. Istnienie drugiego parametru znacząco wzbogaca możliwości formowania nowych mezoatomów. W efekcie mamy teraz do dyspozycji spontaniczny proces o bogatym potencjale, którym potrafimy bardzo precyzyjnie sterować. Daje to również podstawy do myślenia o ciekawych zastosowaniach – mówi współautor pracy, prof. dr hab. Piotr Garstecki.

Stabilne struktury kropelek w kroplach wytwarza się w IChF PAN z pomocą układów mikroprzepływowych. Powstają one zazwyczaj z dwóch płytek z tworzywa sztucznego. Na jedną płytkę nanosi się sieć starannie zaprojektowanych wyżłobień, druga pełni rolę „wieczka”. Po sklejeniu obu płytek wyżłobienia stają się kanalikami, które wypełnia się cieczą nośną. Jeśli do wnętrza tak przygotowanego układu wstrzyknie się niewielkie porcje cieczy roboczej, która nie miesza się z cieczą nośną, w kanalikach uformują się wyraźnie kropelki. Ich ruch można teraz precyzyjnie kontrolować – wystarczy w tym celu odpowiednio sterować przepływami obu cieczy.

Kontrolowane wytwarzanie mezoatomów z kropel ma szczególne znaczenie dla inżynierii materiałowej. Przy odpowiednim doborze substancji i metod, kropelki wewnątrz mezoatomów można byłoby na masową skalę utrwalać, a następnie osuszać w celu usunięcia zewnętrznej kropli. Z tak powstałych struktur można byłoby budować materiały o precyzyjnie zaplanowanej konstrukcji i szczególnych właściwościach. Odpowiednie mezoatomy zawierające krople z różnymi, uwalnianymi w odmiennych warunkach, substancjami leczniczymi, mogłyby transportować leki w określone miejsca organizmu.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *