Lo spazio della ricerca sulle nanotecnologie è in rapida crescita, con vaste implicazioni per la sanità, elettronica di consumo, sorveglianza, e industrie della difesa. Però, una delle principali limitazioni a questa ricerca è la capacità di creare particelle che variano nella forma e funzionano su una scala micrometrica o nanometrica.

Per superare questi limiti, gli ingegneri chimici della Johns Hopkins University hanno sviluppato particelle autoassemblanti ispirate agli origami, la tradizionale arte giapponese di piegare la carta in complesse forme tridimensionali. Un nuovo articolo in GioVE ( Journal of Visualized Experiments ) dimostra la fabbricazione e la piegatura di queste particelle.

"In questo video-articolo, prendiamo l'idea di piegare le particelle e dimostriamo la tecnologia in due applicazioni. Nella prima applicazione, le particelle si sigillano a causa del materiale simile alla colla ai bordi. Nella seconda parte, si parla di strutture che si riconfigurano in risposta a uno stimolo, " ha detto l'autore Dr. David Gracias della Johns Hopkins University di Baltimora, Maryland.

Il Dr. Gracias utilizza un processo chiamato fotolitografia per incidere progetti strutturali e cerniere flessibili su una superficie 2D. Quando questi modelli complessi sono esposti alle corrette pressioni ambientali, possono essere manipolati per piegare e sigillare o aprire e chiudere. Questo processo di fabbricazione consente anche di stampare modelli strutturali cruciali su particelle 3D, come spiega il dott. Gracias:"Sono necessari modelli per i circuiti elettronici, e consentiamo l'uso di modelli in 3-D. Le applicazioni sono numerose, che vanno dalla somministrazione di farmaci al rilevamento meccanico, tecnologie di biorilevamento applicabili al rilevamento delle minacce, sorveglianza, e in chirurgia non invasiva o biopsie."

Gli autori ritengono che le applicazioni di questa tecnologia siano di vasta portata, e quella pubblicazione video in GioVE accelererà la sua adozione da parte di altri scienziati. "Abbiamo sviluppato una nuova piattaforma, come la saldatura, e speriamo che la pubblicazione del video renda più probabile che altri utilizzino questa piattaforma, " spiega il dottor Gracias. Continua, "Una delle preoccupazioni della chimica è che la maggior parte dei chimici lavora con modelli che non possono essere visti. Animazioni e video pubblicati in GioVE renderanno questi modelli molto più facili da capire."

Questo articolo video è pubblicato in Chimica JoVE , la nuova sezione di GioVE che è stato lanciato nel febbraio 2013. "Questo articolo sottolinea davvero il motivo per cui abbiamo scelto di aprire Chimica JoVE , " ha detto l'editore associato Rachelle Baker a proposito dell'articolo del Dr. Gracias. Continua, "Non solo la chimica è una scienza fondamentale, ma è anche un punto di incontro per la ricerca interdisciplinare con la bioingegneria e la fisica. Un protocollo video che può consentire la modellazione 2D su particelle 3D di varie dimensioni sarà ampiamente applicabile ad altri studi in varie discipline".