Innovatieve Fabricage van Artificiële Moleculen Wint Top Poster Prijs

Eerder dit jaar onthulden onderzoekers van ETH Zurich en IBM Research - Zürich een breekbare techniek voor het construeren van artificiële moleculen uit 1-µm microsferen, gepubliceerd in Science Advances. Deze minieme deeltjes, ruwweg de grootte van bacteriën, beloven toekomst voor toekomstige micro-robots, fotonica en fundamentele biochemische studies.

Songbo Ni, een pre-doctoraal fellow bij IBM's Zürich lab en student aan ETH, werd geëerd met de Best Poster Prize voor "Programmable Assembly of Colloidal Molecules" op de Royal Chemistry Society's Faraday Discussions conferentie.

Hieronder volgt een interview met Dr. Ni, uitleggend de wetenschap achter zijn werk en de toekomstige implicaties.

Songbo Ni, IBM Research-Zürich

Wat omvat uw onderzoek, en waarom is het significant?

Songbo Ni: Wij hebben een methode ontwikkeld om hybride colloidale objecten te fabriceren die conventionele benaderingen zoals fysieke dampdepositie of geseede polymerisatie overtreffen, die vaak beperkt zijn in compositie en geometrie. Door de geometrie van de vangstplaatsen precies te begrijpen, kunnen wij meerdere deeltjes binnen een enkele plaats positioneren om complexe, programmeerbare structuren te creëren.

Deze multifunctionele clusters combineren elektrische, magnetische en andere eigenschappen, wat deeltjesonderzoek verplaatst verder dan grootte reductie richting multifunctionaliteit - diverse elementen integrerend in een enkele eenheid.

Hoe hebben jullie de colloidale moleculen geassembleerd?

Songbo Ni: Onze techniek is geïnspireerd door het koffievlek effect. In een druppel is verdamping het sterkst aan de rand, wat deeltjes doet naar buiten stromen en in een ring neerleggen. Wij benutten dit principe door een waterdruppel met microsferen over een template met ingenieursgaten te plaatsen. Terwijl de druppel verdampt, giden oppervlaktespanning de deeltjes in de gaten, en het bewegen van de druppel over de template liet ons deeltjes precies positioneren.

De oppervlaktespanning van water houdt het vloeistof van over de randen van het kopje te storten.

Wat zijn de potentiële toepassingen van uw bevindingen?

Songbo Ni: Initieel dienen onze experimenten fundamenteel onderzoek, biedend modellen om natuurlijke self-assembly processen te begrijpen. Echter, de methode is veelzijdig - het introduceren van magnetische deeltjes maakt externe manipulatie mogelijk, en het incorporeren van drug-geladen deeltjes zou gerichte geneesmiddelafgifte voor gepersonaliseerde geneeskunde kunnen faciliteren.

Wat zijn uw volgende onderdoelen?

Songbo Ni: Wij verkennen hoe verschillende materialen in gevarieerde geometrieën gecombineerd kunnen worden om anisotropie - richtingsafhankelijkheid - te programmeren, cruciaal voor lokale beweging in micro-objecten zoals Janus katalytische deeltjes en bacteriële flagella. Ons doel is colloidale objecten te creëren die fungeren als kleine robots aangedreven door externe energie, capabel van zwemmen, mengen en transporteren. Deze capaciteiten kunnen biofysisch en biomedisch onderzoek revolutioneren.