La autoensamblaje coloidal es un proceso fascinante en el que partículas coloidales se organizan espontáneamente en estructuras ordenadas bajo condiciones específicas. Este fenómeno se ha convertido en la base para el diseño de materiales avanzados, como dispositivos optoelectrónicos y sensores. Uno de los frentes más prometedores en este ámbito es el desarrollo de ensamblajes coloidales activos, que exhiben un comportamiento dinámico y pueden adaptarse a estímulos externos.
Los coloides activos, que son partículas coloidales capaces de convertir energía externa en movimiento autónomo, son unidades típicas en los ensamblajes coloidales activos. Sin embargo, controlar estos comportamientos de manera precisa y en tiempo real sigue siendo un desafío importante. La capacidad de ajustar y manipular dinámicamente los ensamblajes coloidales es clave para la creación de materiales funcionales adaptativos y reconfigurables.
Nueva estrategia para ensamblajes coloidales activos
Un proyecto de investigación liderado por el profesor Wei Wang de la Universidad de Tecnología de Harbin (Shenzhen) y el doctor Xi Chen de la Universidad de Tecnología de Chengdu ha presentado una estrategia innovadora para construir ensamblajes coloidales activos. Este trabajo, publicado en la revista Research, ofrece nuevos enfoques para el diseño de materiales inteligentes con reconfiguración en tiempo real y bajo demanda.
En su reciente estudio, el grupo de investigación ha logrado combinar reacciones químicas y polarización eléctrica para alcanzar una ensamblaje reversible y regulación in situ de las estructuras ensambladas. La unidad ensamblada incluye partículas coloidales activas y pasivas, donde las partículas activas reaccionan con sustancias químicas en la solución para generar un gradiente químico. Este gradiente induce fenómenos de forésis y ósmosis, que atraen a las partículas pasivas circundantes para formar cúmulos coloidales.
Además, se emplea un campo eléctrico alternante para polarizar las partículas pasivas, creando fuerzas de repulsión dipolo-dipolo que facilitan el ensamblaje de las partículas en configuraciones específicas. Al ajustar finamente los campos químico y eléctrico, el grupo logró un control preciso sobre la atracción y repulsión entre partículas, lo que permite la regulación in situ de las estructuras de los ensamblajes coloidales.
Con la mirada puesta en el futuro, el equipo de investigación prevé aplicar estas estrategias para diseñar una amplia gama de materiales coloidales capaces de alterar dinámicamente su estructura y función. Este avance representa un paso significativo hacia el desarrollo de materiales adaptativos con diversas aplicaciones, que van desde sensores responsivos hasta sistemas autorreparadores y dispositivos reconfigurables.
Más información:
Xi Chen et al, Reconfigurable Assembly of Planar Colloidal Molecules via Chemical Reaction and Electric Polarization, Research (2024). DOI: 10.34133/research.0490
