Fino ad ora, produrre liquidi che possono essere modellati e rimodellati a richiesta non è stato possibile. Gli scienziati hanno scoperto un modo semplice per formare goccioline stabilizzate in una varietà di strutture. Gli assemblaggi di nanoparticelle-polimero strettamente imballati sulle superfici delle goccioline sono stati schiacciati negli assemblaggi delle forme desiderate con un campo elettrico. Questo nuovo approccio è un percorso semplice per formare goccioline di una fase liquida in un altro liquido. Questo potrebbe portare alla produzione continua di discreti, reattivo, e sistemi completamente liquidi riconfigurabili.

Questa è una piattaforma unica per la stampa di liquidi in strutture come piccoli tubi o speciali gel spugnosi con le dimensioni del canale desiderate. Questa stampa può strutturare, riorganizzare, e bloccare indefinitamente la disposizione spaziale dei liquidi. Il risultato? I liquidi stampati possono creare percorsi ottimizzati per il flusso di mezzi meccanici, elettrico, o energia ottica attraverso un materiale. La regolazione della compressione in superficie può portare a tecnologie avanzate, persino rivoluzionarie, di stoccaggio dell'energia e catalizzatore.

Le cellule biologiche compartimentano le funzioni di proteine ​​ed enzimi all'interno degli organelli e si organizzano in tessuti che si coordinano per svolgere il lavoro. intrappolamento, alias jamming, le nanoparticelle sulle superfici delle gocce d'acqua offrono percorsi senza precedenti per compartimentare in modo simile la materia prodotta dall'uomo con conseguente assemblaggio di liquidi strutturati.

Gli scienziati del Lawrence Berkeley National Laboratory hanno dimostrato che due liquidi che non si mescolano (chiamati immiscibili) possono essere modellati su richiesta in strutture non sferiche stabili. La chiave sono i tensioattivi di nanoparticelle strettamente confezionati (materiali simili a sapone) sulle superfici delle goccioline che vengono schiacciate da un campo elettrico. È stata inizialmente creata una goccia d'acqua contenente nanoparticelle decorate con gruppi funzionali caricati negativamente. La goccia d'acqua era in un olio contenente polimeri con gruppi complementari caricati positivamente ad un'estremità. Ciò ha permesso alle cariche opposte di formare insiemi all'interfaccia acqua-olio. Un campo elettrico è stato applicato attraverso la gocciolina, deformandolo in una forma allungata con superficie aumentata. Ciò ha consentito la formazione di più assemblaggi sulla superficie della goccia. Alla rimozione del campo elettrico, la gocciolina ha tentato di tornare a una forma di superficie inferiore (sfera). Però, gli assemblaggi sono stati compressi e bloccati all'interfaccia. Ciò ha causato la fissazione della forma del liquido, "arrestare" il liquido in una forma altrimenti altamente instabile.

La soppressione dell'instabilità consente lo sviluppo di un processo continuo per la formazione di goccioline altamente uniformi con un'ampia gamma di forme. Inoltre, la configurazione delle gocce può essere modificata in modo controllabile. L'applicazione successiva di una forza come un campo elettrico o magnetico può causare la deformazione della goccia. L'assemblaggio inceppato diventa fluido. Ciò consente di riconfigurare la sua organizzazione spaziale e di formare una nuova forma a goccia dopo la rimozione del campo.

Utilizzando questo semplice processo, due liquidi immiscibili produssero la prima tortura, struttura completamente liquida con canali sub-micrometrici interconnessi (più stretti di un capello umano) e una forma persistente. Tali "bijels" (emulsione inceppata bicontinua) possono avere vantaggi come materiali per la catalisi e lo stoccaggio di energia, ma le difficoltà nel produrli e nel ridurre le dimensioni del loro canale ne hanno limitato fino ad oggi il valore. Questo approccio alle nanoparticelle-tensioattivo è più semplice e ha portato a bijel con dimensioni del canale sintonizzabili, anche fino a dieci volte inferiori a quelle attualmente possibili. Una vasta gamma di liquidi, nano particella, e possono essere utilizzate le sostanze chimiche e le concentrazioni dei polimeri. Questi risultati forniscono una guida preziosa per la selezione di nanoparticelle e polimeri funzionalizzati per mettere a punto il processo di assemblaggio delle goccioline per generare liquidi strutturati in modo prevedibile.