Ingenieurs van de University of California, Berkeley hebben een nieuwe manier gedemonstreerd om zelfgeorganiseerde, driedimensionale (3D) structuren te creëren van deeltjes op micron- tot mesoschaal in besloten vloeistoffen. De methode, die gebruik maakt van een combinatie van microfluïdica en capillaire krachten, zou kunnen worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan functionele materialen te creëren, waaronder poreuze steigers voor weefselmanipulatie, sensoren en actuatoren.

De onderzoekers begonnen met een suspensie van microndeeltjes in een vloeistof. Vervolgens introduceerden ze de suspensie in een microfluïdisch apparaat, dat uit een reeks kanalen en kamers bestond. De kanalen zijn ontworpen om een ​​gradiënt van capillaire krachten te creëren, waardoor de deeltjes zichzelf assembleren tot 3D-structuren.

De onderzoekers waren in staat de grootte, vorm en porositeit van de 3D-structuren te controleren door de stroomsnelheid van de suspensie en de geometrie van het microfluïdische apparaat te variëren. Ze toonden ook aan dat de structuren stabiel waren en gemakkelijk van het apparaat konden worden verwijderd.

De onderzoekers zijn van mening dat hun methode kan worden gebruikt om een ​​grote verscheidenheid aan functionele materialen te creëren. Ze zouden bijvoorbeeld poreuze steigers voor weefselmanipulatie kunnen creëren door deeltjes te gebruiken die zijn gemaakt van biocompatibele materialen. Ze kunnen ook sensoren en actuatoren maken door deeltjes te gebruiken die reageren op specifieke stimuli.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Materials.