Goccioline di emulsione: cosa ci permetteranno di scoprire?
Le interazioni tra goccioline d’olio e superfici solide controllano molte applicazioni delle emulsioni. Il progetto SLIDING DROPLETS aveva come scopo lo studio dell’interazione tra goccioline e superfici solide, passando su un contatto scorrevole. Il progetto era incentrato su idrodinamica, forze di superficie e ruolo di tensioattivi e polimeri nel comportamento delle goccioline in fase di scorrimento. La combinazione di misurazioni della forza e spettroscopia ha permesso agli scienziati di “vedere” e “sentire” l’interazione tra le goccioline e le superfici solide in condizioni di scorrimento. Il team ha utilizzato le misure della tensione superficiale dinamica, la microbilancia a cristalli di quarzo e il modulo avanzato del microscopio AFM (Atomic Force Microscopy, microscopio a forza atomica), l’AFM interferometrico. La prima parte del progetto riguardava lo studio dell’interazione tra goccioline e bolle con le superfici solide in un ambiente liquido. Gli scienziati hanno studiato l’adesione della gocciolina alle superfici solide, per goccioline libere di muoversi e prigioniere in soluzioni a composizione variabile. Queste interazioni sono risultate influenzate dalle forze elettrostatiche, di Van der Waals e da altre forze superficiali. I risultati dimostrano la capacità di controllare le interazioni tra una gocciolina e una superficie solida, scegliendo la conformazione di polimeri e tensioattivi sull’interfaccia. Spesso le goccioline di emulsione vengono utilizzate come modelli per studiare la meccanica delle cellule vive. L’interazione di una gocciolina d’olio rivestita di tensioattivi con una superficie solida è un utile modello di sistema per comprendere le interazioni cellula-superficie. A questo scopo, la seconda parte del progetto analizzava il movimento delle goccioline di emulsione in canali microfluidici. Il lavoro ha richiesto la progettazione di dispositivi microfluidici su misura per la generazione e la modifica superficiale delle goccioline, controllando il flusso e monitorando la velocità della gocciolina. Gli scienziati hanno compreso il meccanismo che controlla il comportamento delle goccioline nei canali microfluidici, che ha permesso una manipolazione ad alta precisione sulle goccioline nei circuiti microfluidici. Il conseguimento di una manipolazione accurata delle goccioline microfluidiche ha una vasta gamma di applicazioni nel campo di chimica, fisica, biologia e diagnostica medica. Comprendendo meglio il comportamento delle goccioline microfluidiche si favorisce progettazione di test diagnostici rapidi, semplici e a costi ridotti.
Parole chiave
Emulsione, goccioline, idrodinamica, forze di superficie, tensioattivi
