Ingenjörer vid University of California, Berkeley har demonstrerat ett nytt sätt att skapa självorganiserade, tredimensionella (3D) strukturer från mikron- till mesoskala partiklar i slutna vätskor. Metoden, som använder en kombination av mikrofluidik och kapillärkrafter, skulle kunna användas för att skapa en mängd olika funktionella material, inklusive porösa ställningar för vävnadsteknik, sensorer och ställdon.

Forskarna började med en suspension av mikronstora partiklar i en vätska. De införde sedan suspensionen i en mikrofluidisk anordning, som bestod av en serie kanaler och kammare. Kanalerna designades för att skapa en gradient av kapillärkrafter, vilket fick partiklarna att självmontera till 3D-strukturer.

Forskarna kunde kontrollera storleken, formen och porositeten hos 3D-strukturerna genom att variera suspensionens flödeshastighet och geometrin hos den mikrofluidiska enheten. De visade också att strukturerna var stabila och lätt kunde tas bort från enheten.

Forskarna tror att deras metod skulle kunna användas för att skapa en mängd olika funktionella material. Till exempel kan de skapa porösa ställningar för vävnadsteknik genom att använda partiklar gjorda av biokompatibla material. De kan också skapa sensorer och ställdon genom att använda partiklar som är känsliga för specifika stimuli.

Forskningen publicerades i tidskriften Nature Materials.