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Toolbox for Directed and Controlled Self-Assembly of nano-Colloids

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Diseño a medida para nuevos materiales blandos

Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea está desarrollando herramientas de diseño para ayudar a los ingenieros de materiales a obtener nuevos composites. Pronto será posible obtener funciones a medida en materiales blandos gracias al autoensamblaje controlado, rentable y eficiente desde el punto de vista energético.

A menudo, las nanopartículas (NP), materiales en la escala de mil millonésimas partes de metro, presentan propiedades muy distintas de las del mismo material en forma masiva. Se considera que su incorporación en los composites puede revolucionar el diseño de materiales. El autoensamblaje de NP es un fenómeno interesante que, si se controla correctamente, puede hacer realidad la fabricación de composites a medida basados en nanomateriales de forma rentable y a gran escala. Los científicos iniciaron el proyecto «Toolbox for directed and controlled self-assembly of nano-colloids» (NANODIRECT), financiado por la Unión Europea, para ayudar a otros científicos e ingenieros de materiales a conseguirlo. Las NP de oro y plata son especialmente interesantes debido a sus propiedades en relación con la manipulación de la luz (propiedades plasmónicas). Los científicos han dirigido su autoensamblaje en forma de estructuras jerárquicas utilizando una plantilla microscópica con geometrías regulares y han logrado un control excelente sobre respuestas ópticas muy específicas. Las nanobarras de oro generaron interacciones de extremo a extremo y se autoensamblaron en superredes autosostenidas. Se han modificado químicamente partículas de virus en forma de barra para controlar sus propiedades. Se comportan como coloides en forma de barra y se han utilizado para estudiar los efectos de la forma de las partículas sobre las propiedades de los geles. Ahora, los virus modificados se utilizan como sistemas modelo en física del estado blando condensado. También se han sintetizado y estudiado NP poliméricas en forma de pesa, y se ha desarrollado un método simple y versátil para conseguir el autoensamblaje de partículas poliméricas anisométricas. Los científicos estudian la migración de las NP en matrices viscoelásticas, así como los efectos de distintas herramientas de determinación de la dirección. Los campos eléctricos se han estudiado especialmente a fondo hasta la fecha, lo cual ha propiciado el desarrollo de nuevas herramientas experimentales y teóricas. El ensamblaje en interfaces líquidas ha sido especialmente interesante para el escalado a condiciones industriales de producción. Los científicos también trabajan para caracterizar la relación entre la estructura y la química con la dispersión. Teniendo en cuenta la necesidad de disponer de un control sumamente preciso del autoensamblaje con el fin de lograr propiedades a medida, el proyecto NANODIRECT sirve como complemento a los métodos químicos de direccionamiento convencionales con el uso de distintos campos y agentes de plantilla. Finalmente, los científicos esperan obtener una nueva caja de herramientas para ayudar a los ingenieros de materiales a diseñar composites coloidales basados en nanomateriales, con un gran impacto sobre las aplicaciones emergentes, incluida la plasmónica.

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