Forskargruppen, ledd av professor Juan de Pablo, fokuserade på att förstå beteendet hos kolloidala partiklar, som är partiklar som sträcker sig i storlek från nanometer till mikrometer. När dessa partiklar suspenderas i en vätska och utsätts för flöde, monteras de ofta själv till intrikata mönster och strukturer.
Genom att använda en kombination av teoretisk modellering och experimentella observationer upptäckte bioingenjörerna att självmonteringsprocessen drivs av en balans mellan hydrodynamiska krafter och interpartikelinteraktioner. Dessa krafter samverkar för att styra partiklarna mot specifika konfigurationer, vilket resulterar i bildandet av olika strukturer, såsom kedjor, kluster och kristaller.
En av de viktigaste resultaten av studien är att självmonteringsprocessen är mycket avstämbar. Genom att kontrollera faktorer som partikelstorlek, form, ytegenskaper och flödesförhållanden kan forskare utforma de önskade strukturerna exakt. Denna nivå av kontroll öppnar upp spännande möjligheter för ett brett spektrum av applikationer.
Till exempel, inom mikrofluidik, kan förmågan att självmontera partiklar i specifika arkitekturer möjliggöra utvecklingen av mer effektiva och exakta mikrofluidikanordningar för uppgifter som cellsortering, läkemedelsscreening och kemisk syntes.
Inom vävnadsteknik kan självmontering användas för att skapa byggnadsställningar och mallar som styr tillväxten och organiseringen av celler, vilket leder till utvecklingen av funktionella vävnader och organ.
Vid läkemedelstillförsel kan självmonterade partikelsystem fungera som riktade läkemedelsbärare, leverera terapeutiska medel direkt till specifika celler eller vävnader, förbättra läkemedelseffektiviteten och minska biverkningar.
Upptäckten av hur partiklar självbildar sig i strömmande vätskor representerar ett betydande framsteg inom bioteknikområdet. Genom att utnyttja naturens självorganiserande principer kan forskare nu designa och skapa komplexa strukturer med oöverträffad precision, och låsa upp nya vägar för innovation inom flera discipliner.
