Il gruppo di ricerca, guidato dal professor Juan de Pablo, si è concentrato sulla comprensione del comportamento delle particelle colloidali, che sono particelle di dimensioni variabili da nanometri a micrometri. Quando queste particelle sono sospese in un liquido e soggette a flusso, spesso si autoassemblano in schemi e strutture intricati.
Utilizzando una combinazione di modelli teorici e osservazioni sperimentali, i bioingegneri hanno scoperto che il processo di autoassemblaggio è guidato da un equilibrio di forze idrodinamiche e interazioni interparticellari. Queste forze lavorano insieme per guidare le particelle verso configurazioni specifiche, dando luogo alla formazione di varie strutture, come catene, ammassi e cristalli.
Uno dei risultati chiave dello studio è che il processo di autoassemblaggio è altamente personalizzabile. Controllando fattori quali la dimensione delle particelle, la forma, le proprietà della superficie e le condizioni del flusso, i ricercatori possono progettare con precisione le strutture desiderate. Questo livello di controllo apre interessanti possibilità per un'ampia gamma di applicazioni.
Ad esempio, nella microfluidica, la capacità di autoassemblare le particelle in architetture specifiche potrebbe consentire lo sviluppo di dispositivi microfluidici più efficienti e precisi per attività quali lo smistamento cellulare, lo screening di farmaci e la sintesi chimica.
Nell'ingegneria dei tessuti, l'autoassemblaggio potrebbe essere utilizzato per creare impalcature e modelli che guidano la crescita e l'organizzazione delle cellule, portando allo sviluppo di tessuti e organi funzionali.
Nella somministrazione di farmaci, i sistemi di particelle autoassemblate potrebbero agire come trasportatori di farmaci mirati, fornendo agenti terapeutici direttamente a cellule o tessuti specifici, migliorando l’efficacia dei farmaci e riducendo gli effetti collaterali.
La scoperta di come le particelle si autoassemblano nei fluidi fluenti rappresenta un progresso significativo nel campo della bioingegneria. Sfruttando i principi di auto-organizzazione della natura, i ricercatori possono ora progettare e creare strutture complesse con una precisione senza precedenti, aprendo nuove strade per l’innovazione in molteplici discipline.
