Tills nu, Det har inte varit möjligt att producera vätskor som kan formas och omformas på begäran. Forskare upptäckte ett enkelt sätt att bilda stabiliserade droppar i en mängd olika strukturer. Tätt packade nanopartikel-polymeraggregat vid droppytor pressades till önskade former med ett elektriskt fält. Detta nya tillvägagångssätt är en enkel väg för att bilda droppar av en vätskefas i en annan vätska. Detta kan leda till kontinuerlig produktion av diskreta, mottaglig, och omkonfigurerbara helvätskesystem.

Detta är en unik plattform för att skriva ut vätskor i strukturer som små rör eller speciella svampliknande geler med önskade kanaldimensioner. Denna utskrift kan strukturera, omorganisera, och på obestämd tid låsa in det rumsliga arrangemanget av vätskor. Resultatet? De tryckta vätskorna kan skapa optimerade vägar för flödet av mekaniska, elektrisk, eller optisk energi genom ett material. Stämning av kompression på ytan kan leda till avancerad - till och med revolutionerande - energilagring och katalysatorteknik.

Biologiska celler fördelar upp proteiner och enzymers funktioner inom organeller och organiseras i vävnader som samordnar för att utföra arbete. Fälla, a.k.a. jamming, nanopartiklar vid vattendroppytor erbjuder oöverträffade vägar för att på samma sätt dela upp mänskligt tillverkat material vilket resulterar i sammansättning av strukturerade vätskor.

Forskare vid Lawrence Berkeley National Laboratory har visat att två vätskor som inte blandas (kallas icke blandbara) kan formas på begäran till stabila icke-sfäriska strukturer. Nyckeln är tätt packade ytaktiva nanopartiklar (tvålliknande material) vid droppytor som pressas av ett elektriskt fält. En vattendroppe innehållande nanopartiklar dekorerade med negativt laddade funktionella grupper skapades först. Vattendroppen var i en olja innehållande polymerer med komplementära positivt laddade grupper i ena änden. Detta gjorde det möjligt för de motsatta laddningarna att bilda sammansättningar vid gränssnittet mellan vattenolja. Ett elektriskt fält applicerades över droppen, deformerar den till en långsträckt form med ökad ytarea. Detta tillät fler sammansättningar att bildas vid droppytan. Vid avlägsnande av det elektriska fältet, droppen försökte återgå till en lägre ytareanform (sfär). Dock, enheterna komprimerades och fastnade vid gränssnittet. Detta gjorde att vätskans form fixerades, "stoppar" vätskan i en annars mycket instabil form.

Att undertrycka instabiliteten möjliggör utveckling av en kontinuerlig process för att bilda mycket enhetliga droppar med ett brett spektrum av former. Dessutom, droppkonfigurationen kan ändras kontrollerbart. Efterföljande applicering av en kraft som ett elektriskt eller magnetiskt fält kan orsaka att droppen deformeras. Det fastklämda aggregatet blir flytande. Detta gör att dess rumsliga organisation kan omkonfigureras och en ny droppform bildas efter avlägsnande av fältet.

Med denna enkla process, två icke blandbara vätskor producerade den första tortyr, helvätskestruktur med sammankopplade submikrometer (smalare än ett människohår) kanaler och en ihållande form. Sådana "juveler" (bikontinuerlig fastkörd emulsion) kan ha fördelar som material för katalys och energilagring, men svårigheter att producera dem och minska storleken på deras kanal har begränsat deras värde hittills. Detta nanopartikel-ytaktiva tillvägagångssätt är enklare och ledde till juveler med justerbara kanalstorlekar-till och med upp till tio gånger lägre än vad som för närvarande är möjligt. Ett brett utbud av vätska, nanopartikel, och polymerkemier och koncentrationer kan användas. Dessa fynd ger värdefull vägledning för valet av funktionaliserade nanopartiklar och polymerer för att ställa in droppmonteringsprocessen för att generera strukturerade vätskor på ett förutsägbart sätt.