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Os pesquisadores do MIT planejam a maneira nova de fazer emulsões complexas

Os pesquisadores do MIT planejaram uma maneira nova de fazer as misturas líquidas complexas, conhecidas como as emulsões, que poderiam ter muitas aplicações na entrega da droga, detectando, limpando poluentes, e executando reacções químicas.

Muitos drogas, vacinas, cosméticos, e loções são as emulsões, em que as gotas minúsculas de um líquido são suspendidas em um outro líquido. Um molho da salada do vinagre e do azeite é um outro exemplo de uma emulsão simples.

Os Cientistas podem igualmente criar umas emulsões mais complexas, tais como emulsões dobro -- por exemplo, gotas internas suspendidas água do petróleo suspendidas na água. No papel novo, a equipe do MIT desenvolveu uma maneira simples de fazer tais emulsões. Podem igualmente finamente ajustar a configuração das gotas adicionando produtos químicos diferentes ou expor os à luz ou aos níveis diferentes da acidez.

Este tipo do controle sobre as propriedades dinâmicas das emulsões podia facilitá-la para que os cientistas costurem-nos às aplicações específicas. O método novo igualmente permite a produção rápida, em grande escala de tais gotas.

“Nós acreditamos que tendo estas preciso e forma facil de controlar a morfologia da emulsão complexa, nós podemos poder ajustar aquelas propriedades físicas e químicas para usá-las a nossa vantagem,” dizemos Lauren Zarzar, um postdoc do MIT e autor principal de um papel que descreve o método novo na edição em linha do 25 de fevereiro da Natureza.

Os autores superiores do papel são Swager de Timothy, o John D. MacArthur Professor da Química, e Daniel Blankschtein, Herman P. Meissner Professor da Engenharia Química. Outros autores são aluno diplomado Vishnu Sresht e postdocs Ellen Sletten e Julia Kalow.

Configuração de Controlo

A maneira a mais simples de fazer uma emulsão é agitar junto dois líquidos, tais como o petróleo e a água, que não se dissolvem em se, junto com um surfactant -- um produto químico, tal como o sabão, que abaixa a tensão de superfície entre dois líquidos. As Emulsões são de uso geral para as medicinas que são tomadas oral; consistem em uma droga levada pelas gotas do petróleo suspendidas na água. Isto impede que as drogas dividam no corpo antes que alcancem seu destino pretendido.

Recentemente, os cientistas tornaram-se interessados em criar umas emulsões mais complexas, tais como as emulsões dobro, que adicionam uma outra camada que cerca as gotas e poderiam permitir a entrega oral das drogas que não podem ser dissolvidas no petróleo, assim como as outras aplicações.

A pesquisa Precedente mostrou que este tipo da emulsão pode ser feito com um dispositivo microfluidic que espremesse bolhas do petróleo nas gotas da água que flutuam em um córrego do petróleo. Contudo, isto trabalha melhor para a produção em escala reduzida. A equipe do MIT exps para encontrar uma maneira simples de criar grandes quantidades deste tipo de emulsão complexa, com o controle preciso sobre a composição das gotas resultantes.

Para conseguir aquele, os pesquisadores planejaram um processo do pas-de-deux. A primeira etapa confia em misturar junto dois líquidos que misturarão somente acima de uma determinada temperatura; neste caso, os dois petróleos são hexano e perfluorohexane. Perfluorohexane é similar na estrutura ao hexano, salvo que os átomos de hidrogênio encontraram normalmente no petróleo são substituídos com os átomos do flúor.

Quando calorosos a aproximadamente 23 graus de Celsius, estes dois petróleos misturam junto e são emulsionados para formar as gotas do petróleo suspendidas na água. Em Cima de refrigerar, do hexano e de perfluorohexane dentro de cada gota separada, desse modo formando uma emulsão complexa.

Na segunda etapa, os pesquisadores adicionam uma mistura dos surfactants, que alteram a tensão interfacial entre dois petróleos e a água. Estes surfactants contratam em um conflito onde um puxe na relação da perfluorohexane-água e umas outras tracções na hexano-água conectem.

“Jogando com as quantidades relativas destes dois surfactants, nós podíamos controlar directamente as forças relativas das duas tensões interfacial,” Sresht diz. “E a interacção entre aquela, segundo que a tensão interfacial é maior e que é menor, força a gota para tomar uma configuração específica.”

Isto permite que os pesquisadores controlem que líquido é expor e qual é dentro da gota. Os pesquisadores podido igualmente criar as gotas em que cada componente compo um hemisfério. Para compreender e ajustar a evolução observada de configurações da gota da emulsão, os pesquisadores desenvolveram um modelo que pudesse prever a estrutura da gota.

“Nós podemos controlar a progressão inteira dessa configuração,” Zarzar diz. “Esta reconfiguração é muito nova. Ninguém mostrou que você pode mudar a morfologia de uma emulsão como esta.”

“Abra e feche na vontade”

Os pesquisadores igualmente criaram as gotas que podem ser controladas com os surfactants que são sensíveis às mudanças na luz e na acidez, dando os contudo mais maneiras manipular as configurações da gota. Estão tentando agora desenvolver os surfactants que seriam sensíveis a outras moléculas, tais como o dióxido de carbono ou uma proteína específica, permitindo que as gotas actuem como sensores para aquelas moléculas.

Os pesquisadores arquivaram duas patentes nesta tecnologia, que acreditam devem ser atractivos para uma vasta gama de aplicações.

“Você pode usar estas emulsões para aplicações da entrega, aplicações da limpeza, qualquer coisa onde você precisa de proteger algo, proteger algo, ou de pegarar e entregar algo,” Sresht diz. “É como um pacote que você possa abrir e fechar na vontade.”

Uma Outra aplicação possível é diagnósticos. Estas gotas são muito sensíveis a quanto surfactant esta presente, que poderia ser útil para diagnosticar as doenças pulmonares tais como a asma que são marcadas por uma falta do surfactant pulmonar.

Além do que a prossecução de usos possíveis para estas gotas, os pesquisadores igualmente estão procurando outros tipos de líquidos que poderiam ser usados para criar este tipo da emulsão - isto é, os líquidos que misturam somente em determinadas temperaturas, incluindo umas mais altas temperaturas do que o que está usando agora.

Source: Massachusetts Institute of Technology