Araştırmacılar, nano boyuttan, toplu iğne başı büyüklüklüğüne kadar farklı ölçülerde küresel parçacık yapmak için yeni bir yol buldular.
Farklı malzemelerden düzgün küresel şekilde parça/ parçacık üretme konusunda yeni yöntem MIT ve Central Florida Üniversitesi’nin ortak çalışmasıyla geliştirildi. Bu teknikle mikroskopik parçacıkların da yapımı şimdiye kadar geliştirilen yöntemlere göre çok daha kontrollu bir şekilde gerçekleştirilebiliyor. Söz konusu teknik ve üretilen parçalar biyomedikal araştırmalardan medikal alanlara, elektroniğe, işleme endüstrilerine kadar farklı alanlarda
kullanılabilir.
Esasında geliştirilen teknik, farklı malzemelerden ince uzun fiber üretmek için kullanılan ve MIT’de aynı ekip tarafından son bir kaç yılda geliştirilen yöntemin bir versiyonu. Jounal Nature’da bu hafta yayınlanan çalışmada bu eski yönteme ilave olarak son adımda fiberler ısıtılıyor ve bu fiberler içinde bir dizi inci gibi küçük küreler oluşturuluyor.
Mikroskopik küresel parçacıkların oluşturulması için bilinen yöntem, “aşağıdan yukarıya” yaklaşımla küreleri daha da küçük parçacıklardan oluşturma şeklindeydi. Bu yeni yukarıdan-aşağıya metodu 20 nanometreye (bilinen en küçük virüsün boyutu) kadar küçük parçacıkların üretilmesini mümkün kılıyor. Yapılabilecek en büyük parça ise 2mm boyutunda, yani toplu iğne başı kadar. Öte yandan bu şekilde üretilen parçacıkarın boyutları eski yöntemle olamadığı kadar birbirine benzer olabiliyor.
MIT’nin Elektronik Araştırma Laboratuvarı direktörü ve malzeme profesörü Yoel Fink’in ekibi farklı malzemelerden fiber üretme yöntemini de geliştiren eip. Yoel, bu yöntemle farklı malzemelerden, farklı katmanları ya da bölümleri olan kürelerin de üretilmesinin mümkün olduğunu, parçanın şekli ve kompozisyonu üzerinde kontrol sağlanabildiğinden, daha komplike yapılan da üretilebileceğini söylüyor.
Ayman Abouraddy, Fink’in laboratuvarında eski post-doc ve UCF’in optik ve fotonik koleji’nin yeni doçenti ise, yöntemin en öncelikle kullanılabileceği alan biyomedikal uygulamalar olacağını söylüyor ve nano parçacıkların tipik uygulamalarının kontrollü ilaç zerki olduğunu, bu yöntemle ise farklı iki ilacın, hatta birbiriyle uyumlu olmayan iki ilacın tek bir parçacıkta birleştirilerek aynı anda zerkedilmesinin mümkün olduğunu ekliyor.
Prosesin ilk adımı olarak polimer silindirler oluşturuluyor. Bunlar “preform” olarak kabul ediliyor ve içinde yarı iletken silindir çekirdeği içeriyor. Bu da istenen fiber yapının büyük bir modeli. Sonrasında bu preform, daha ince fiber olarak çekilebilecek kadar (jel şeker kıvamına) ısıtılıyor. Fiber, aynı sıcaklıkta yumuşayan malzemelerden yapıldığından orjinal silindirin yapısını koruyor.
Daha sonra fiber, yarı iletken olan iç kısmı sıvı hale gelene kadar tekrar ısıtılıyor ve bir seri damlacık oluşuyor. Akıtan bir musluktan gelen suyun oluşturduğu damlacıklar gibi. Bu damlacıklar, fiber katılaşırken katılaşıyor ve preformun polimer kılıfı bu damlacıkların yerinde kalmasını sağlıyor. Bu kılıf kaldırılarak küresel parçacıklar alınıyor. Nano parçacıkların bir arada kümelenme eğilimi ise burada çözülmesi gereken bir konu.
Süreç, zaman, sıcaklık ve malzeme değişkenlerinin birbiriyle ilişkili olarak iyi ayarlanmasını gerektiriyor.
Adaptasyon: http://web.mit.edu/newsoffice/2012/dripping-faucets-inspire-new-way-of-creating-structured-particles-0718.html