Các nhà nghiên cứu của trường Đại học Illinois và Northwestern, Mỹ, vừa chế tạo hành công các cấu trúc lấy ý tưởng từ sinh học có khả năng tự lắp ghép từ các khối xây dựng đơn giản: đó là các hình cầu.
Các “siêu phân tử” xoắn ốc này được tạo từ các quả bóng keo cực nhỏ thay vì các phân tử hoặc các nguyên tử. Nhóm nghiên cứu cho biết, các phương pháp tương tự như vậy có thể được sử dụng để chế tạo các vật liệu mới với hoạt động của các phân tử keo phức tạp.
Nhóm nghiên cứu đã phát triển các hình cầu latex cực nhỏ, được gọi là “các hình cầu janus”. Những hình cầu này hút nhau trong nước ở một mặt, nhưng lại đẩy nhau ở mặt kia. Bản chất kép này đã tạo cho các hình cầu khả năng hình thành nên các cấu trúc khác lạ, theo cách tương tự với các nguyên tử và phân tử.
Trong nước tinh khiết, các hạt này phân tán hoàn toàn bởi vì các mặt tích điện của chúng đẩy nhau. Tuy nhiên, khi cho thêm muối vào dung dịch, các ion muối làm giảm lực đẩy này vì vậy các hình cầu có thể tiến đủ gần tới các đầu kỵ nước của chúng để hút nhau. Lực hút giữa các đầu này kéo các hình cầu lại với nhau tạo thành các đám. Ở nồng độ muối thấp, các đám nhỏ chỉ vài hạt được hình thành. Nhưng ở nồng độ cao hơn, các đám lớn hình thành, thậm chí tự ghép lại thành các chuỗi với cấu trúc xoắn ốc phức tạp.
Nhóm nghiên cứu cho biết, giống các nguyên tử phát triển thành các phân tử, những hạt này có thể phát triển thành các hạt siêu keo (supracolloids). Nhóm nghiên cứu đã thiết kế các hình cầu này với lượng lực hút thích hợp giữa các nửa kỵ nước của chúng vì vậy chúng gắn với nhau nhưng vẫn sẽ đủ năng động để có thể chuyển động, tái sắp xếp và phát triển các đám.
Bước tiếp theo, các nhà nghiên cứu hi vọng tiếp tục khai thác các tính chất keo với quan điểm hướng tới việc chế tạo các cấu trúc phi thường hơn. NhXem trangóm nghiên cứu cho biết, các hạt Janus có kích thước hay hình dạng khác nhau có thể mở ra cánh cửa để xây dựng các siêu phân tử và kiểm soát tốt hơn sự hình thành của chúng.
Hoahocngaynay.com
Nguồn: NASATI/Sciencedaily
