Metode fabrikasi untuk molekul buatan memenangkan hadiah poster terbaik
Songbo Ni , IBM Research-Zurich
Awal tahun ini, para ilmuwan di ETH Zurich dan IBM Research – Zurich menerbitkan metode baru di Science Advances untuk membuat molekul buatan dari berbagai jenis mikrosfer, partikel bulat kecil dengan diameter 1 mikrometer – kira-kira seukuran bakteri. Meski kecil, para ilmuwan percaya bahwa suatu hari objek mikroskopis ini dapat digunakan dalam robot mikro, fotonik, dan penelitian biokimia dasar.
Salah satu ilmuwan yang fokus pada penelitian ini adalah Songbo Ni, seorang pra-doktoral di lab IBM di Zurich, belajar di ETH Zurich. Hari ini, dia dianugerahi hadiah poster terbaik untuk “Programmable Assembly of Colloidal Molecules” di konferensi Faraday Discussions Royal Chemistry Society.
Saya duduk dengan Songbo untuk mendiskusikan penelitiannya.
Kluster linier dan nonlinier multimaterial Kredit:Kemajuan Ilmu Pengetahuan
Tolong jelaskan penelitian Anda. Apa signifikansinya?
Songbo Ni: Kami menemukan cara untuk memproduksi objek koloid hibrida, yang mengungguli metode yang ada, seperti deposisi uap fisik, polimerisasi seeded, dan lainnya – yang biasanya terbatas pada komposisi dan geometri sederhana.
Kami menemukan bahwa dengan memahami geometri situs perangkap, kami dapat menempatkan partikel yang berbeda pada posisi tertentu di situs yang sama untuk membuat objek kompleks yang unik dengan urutan yang ingin kami program.
Ketika Anda memiliki banyak komponen, Anda dapat memanipulasi kluster dengan berbagai cara pada saat yang bersamaan, misalnya dengan memanfaatkan sifat listrik dan magnetnya. Tren teknologi partikel telah bergeser dari membuat partikel menjadi sekecil mungkin, menjadi partikel yang multifungsi – memiliki lebih banyak elemen bersama dalam unit yang sama.
Bagaimana Anda merakit molekul koloid?
SN: Teknik ini memiliki beberapa kesamaan dengan efek noda kopi yang terkenal.
Dalam setetes (kopi) Anda memiliki penguapan yang lebih kuat di tepi, dan lebih sedikit dalam jumlah besar. Hal ini menyebabkan aliran partikel dari cairan di dalam ke tepi dan mengendapkan partikel kecil kopi di tepi membentuk cincin gelap yang khas.
Kami menggunakan ide yang sama. Kami menempatkan tetesan air yang mengandung mikrosfer pada template berlubang, dan menguapkan tetesan untuk membawa partikel ke depan. Dan kemudian kami memindahkan tetesan itu ke atas lubang. Partikel akan ditempatkan di lubang yang kami desain karena tegangan permukaan air.
Fenomena tegangan permukaan air menahan cairan agar tidak tumpah ke sisi cangkir.
Apa aplikasi dari apa yang Anda temukan di proyek Anda?
SN: Saat ini percobaan terutama terkait dengan penelitian mendasar di mana orang dapat menggunakan kelompok koloid ini sebagai model untuk memahami banyak proses perakitan sendiri yang alami. Teknik kami dapat digunakan dengan berbagai partikel fungsional untuk aplikasi praktis.
Misalnya, memperkenalkan partikel magnetik dapat memungkinkan manipulasi eksternal dari cluster. Jika kami menggabungkan lebih lanjut partikel yang mengandung obat, ini dapat digunakan dalam pengiriman obat untuk melepaskan obat di tempat tertentu untuk perawatan kesehatan yang dipersonalisasi.
Apa langkah selanjutnya untuk Anda?
SN: Kami masih menyelidiki partikel ini, menunjukkan bagaimana kami dapat menggabungkan bahan yang berbeda dalam berbagai geometri untuk memprogram anisotropi tertentu, yang berarti ketergantungan arah. Anisotropi lokal telah dikenal bertanggung jawab atas gerakan lokal di banyak objek mikro, seperti partikel katalitik Janus dan flagela bakteri. Kami sedang mengeksplorasi kemampuan untuk menggabungkan sifat yang berbeda dalam satu objek koloid dan kemudian membuatnya bertindak sebagai robot kecil dengan masukan energi eksternal.
Hasil berikutnya menjanjikan untuk menjadi menarik. Mudah-mudahan, kami akan segera menunjukkan bagaimana kami dapat membuat partikel-partikel ini bertindak sebagai perenang, pencampur, dan pengangkut acak, yang dapat sangat berguna dalam penelitian biofisik dan biomedis.
