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    I fisici mettono ordine nelle goccioline liquide, offrendo una promessa per lo sviluppo farmaceutico

    Nella foto è un'emulsione con cinque strati alternati di olio e acqua. La regolazione della dimensione dell'emulsione e dei tratti superficiali consente agli scienziati di programmare la spaziatura e i tempi di scoppio di strati consecutivi. Credito:Jasna Brujic.

    Un team di fisici ha sviluppato un metodo per generare e auto-organizzare i liquidi in schemi ben definiti, una svolta che offre potenziali nuovi percorsi per lo sviluppo di prodotti farmaceutici più sofisticati e altri prodotti di consumo.

    La procedura, descritto nell'ultimo numero della rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , si concentra sulla produzione di goccioline, che sono una miscela di due o più immiscibili, o non miscelabile, liquidi, in questo caso olio, acqua, e alcol. Queste goccioline si de-miscelano spontaneamente per formare più strati in uno schema che è indipendente dalla dimensione della gocciolina, ma dipendente dalla velocità di de-miscelazione.

    "La nostra comprensione teorica ci consente di progettare emulsioni che assomigliano a bambole russe nidificanti, poi per farli uscire gradualmente, o equidistanti, maniera, " spiega Jasna Brujic, un professore del Dipartimento di Fisica della New York University e l'autore corrispondente. "La capacità di manipolare questi liquidi crea il potenziale per far progredire i farmaci solubili in acqua e olio".

    Gli altri coautori del documento sono Pepijn Moerman, un ricercatore presso il Center for Soft Matter Research della NYU al momento dello studio e ora presso l'Università olandese di Utrecht, Eric Vanden-Eijnden, un professore al Courant Institute of Mathematical Sciences della NYU, e Pierre Hohenberg, professore emerito presso il Dipartimento di Fisica della New York University.

    Il video mostra la formazione di una goccia di emulsione multipla dalla separazione di fase di una miscela di acqua. Raffigurato è il meccanismo di formazione degli strati, rivelando la miscelazione del liquido e lo scavo di goccioline verso il centro. Attestazione:Jasna Brujic

    La separazione dei liquidi è un processo complesso coinvolto nell'organizzazione dei sottoscomparti delle cellule ed è vitale per la creazione di prodotti ben noti, come prodotti farmaceutici o cosmetici, che sono composti da emulsioni.

    Però, lo sviluppo dell'uniformità della forma e il controllo del loro movimento rappresentano sfide scientifiche:la smiscelazione dei liquidi di solito porta a macchie di tutte le forme, non diversamente da come le gocce d'olio si diffondono in una serie di forme e dimensioni in una pentola d'acqua bollente.

    Per affrontare queste sfide, i ricercatori hanno posizionato i liquidi in una geometria confinata, una goccia o una cannuccia sottile, in modo tale che la smiscelazione inizi dal bordo e si propaghi verso l'interno. Mentre l'onda di de-miscelazione passa, i liquidi si segregano in strisce, la cui lunghezza dipende dalla velocità dell'onda e dal tempo impiegato per il processo di segregazione. Entrambi questi parametri possono essere regolati nell'esperimento, consentendo ai ricercatori di progettare la struttura interna delle emulsioni.

    Il modello teorico è coerente con i dati, notano gli scienziati, e prevede anche correttamente la durata di ogni strato, dando luogo a un rilascio graduale di goccioline interne.

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