(Phys.org) — I ricercatori dell'Università Aalto e della Paris Tech hanno posizionato gocce d'acqua contenenti nanoparticelle magnetiche su forti superfici idrorepellenti e le hanno fatte allineare in varie strutture statiche e dinamiche utilizzando campi magnetici periodicamente oscillanti. Questa è la prima volta che i ricercatori hanno dimostrato il passaggio reversibile tra autoassemblaggio statico e dinamico.

"Stiamo conducendo questa linea di ricerca perché apre la strada alla creazione di nuovi sistemi e materiali reattivi e intelligenti, " ha detto il dottor Robin Ras della Aalto University.

L'autoassemblaggio è un processo in cui più componenti formano strutture o modelli organizzati senza una direzione esterna. Il processo è molto interessante sia per gli scienziati che per l'industria, perché molti sistemi naturali si basano su strutture autoassemblanti e possono ulteriormente ispirare applicazioni tecnologiche.

"La formazione della struttura può essere statica, guidato dalla minimizzazione dell'energia, o dinamico, guidato da un'alimentazione continua di energia. Negli anni siamo riusciti a creare materiali funzionali basati su gerarchie statiche autoassemblanti. Questo sistema di modelli apre la strada a materiali dinamici ancora più versatili, in cui le strutture si formano alimentando energia, ", ha affermato il professore dell'Accademia Olli Ikkala.

Utilizzando il nuovo sistema di modelli, i ricercatori hanno dimostrato che i modelli di goccioline statiche possono trasformarsi in modo reversibile in dinamici quando l'energia viene alimentata al sistema tramite un campo magnetico oscillante. La transizione è stata osservata come complessa e gli schemi più complicati sono emersi quando l'alimentazione energetica era appena sufficiente per entrare nel regime di autoassemblaggio dinamico.

Oltre alla dura scienza dietro l'autoassemblaggio, i modelli di goccioline sono anche visivamente accattivanti.

"In alcuni modelli, il movimento delle goccioline assomiglia a quello della danza. Lo troviamo semplicemente bellissimo, " ha detto il dottor Jaakko Timonen.

Questo lavoro fa parte della tesi di dottorato appena completata di Jaakko Timonen presso il Dipartimento di Fisica Applicata dell'Università di Aalto. Si tratta di una ricerca multidisciplinare, combinando esperienza nella sintesi di nanoparticelle magnetiche, superfici superidrofobiche, e una comprensione approfondita delle auto-assemblaggi.

"La vasta esperienza di Jaakko Timonen è stata determinante nel combinare tre campi apparentemente non correlati:rivestimenti idrorepellenti di nanoparticelle magnetiche, e autoassemblaggio, " ha detto il dottor Ras.

I risultati sono stati pubblicati in Scienza il 19 luglio, dal titolo "Autoassemblaggio commutabile statico e dinamico di goccioline magnetiche su superfici superidrofobiche".