Nanoteknologer vid University of Twentes MESA+ forskningsinstitut har utvecklat en metod som innebär att små polystyrensfärer, automatiskt och under kontrollerade förhållanden, bilda en nästan perfekt boll som ser misstänkt ut som en fotboll, men ungefär tusen gånger mindre. Sfärerna organiserar sig på ett sådant sätt att de närmar sig så tätt som möjligt, känd som "närmast packning av sfärer". Metoden ger nanoteknologer ett nytt sätt att skapa små 3D-strukturer.

Forskningen publicerades i veckan i den ledande vetenskapliga tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).

Metoden som utvecklats av forskare från University of Twente innebär att man placerar en droppe vatten som innehåller tusentals polystyrenkulor som är en mikrometer i storlek (tusen gånger mindre än en millimeter) på en superhydrofob yta. När droppen tillåts avdunsta mycket långsamt under kontrollerade förhållanden blir avstånden mellan sfärerna mindre och mindre och överraskande nog bildar de en välorganiserad 3D-struktur.

Sfärerna befanns organisera sig av sig själva på ett sådant sätt att bollen de bildar närmar sig ett så kompakt arrangemang som möjligt ('närmast packning av sfärer'), med 74 % av utrymmet fyllt av sfärerna. Som en fotboll, strukturerna som bildas är nästan perfekt sfäriska, bestående av ett stort antal plan. Forskarna har därför döpt sitt material till "mikroskopiska fotbollar". De små fotbollarna är hundra till tusen mikrometer stora, som innehåller från tiotusen till så mycket som en miljard av de små polystyrensfärerna.

Forskningen vid Twente har tagit fram en ny metod för att skapa komplexa 3D-strukturer av detta slag genom självmontering. Eftersom forskarna kan exakt kontrollera antalet polystyrenkulor och förångningshastigheten, de kan bestämma slutproduktens struktur med stor precision. Metoden ger alltså nanoteknologer ett nytt sätt att skapa små strukturer effektivt. De skulle så småningom kunna användas t.ex. för medicinska ändamål och inom livsmedelsindustrin.