Un estudio publicado por la revista Physical Review Letters describe una nueva técnica para crear cristales bidimensionales formados por partículas de tamaño micrométrico –es decir, similar al de un grano de polen— que pueden ser modificados mediante la acción de un campo magnético externo. El trabajo ha sido realizado por Pietro Tierno dentro del grupo liderado por Francesc Sagués, del Departamento de Química Física de la UB y que pertenece al Instituto de Nanociencia y Nanotecnología (IN2UB).
En el trabajo se ha diseñado un sistema para desplazar de manera controlada un conjunto de partículas con propiedades magnéticas y llegar a crear estructuras cristalinas. Mediante la acción de un campo magnético externo es posible alterar la configuración de estas estructuras. Para ello se ha utilizado un sustrato magnético estructurado en bandas, en las cuales se sitúan las partículas ya que son los puntos en los que se encuentran a menor energía. Al aplicar un campo magnético se modifica la distribución de las bandas, y por tanto de las partículas, y se forman diferentes configuraciones.
Variando la intensidad del campo magnético se ha conseguido crear distintas morfologías cristalinas (cuadradas, hexagonales, etc…). Como comenta Pietro Tierno, "la idea de este trabajo es realizar cristales de partículas de forma dinámica, es decir, de manera reversible y controlable. Por otro lado, estas partículas son interesantes porque están formadas por polímeros a los que se pueden adherir otras sustancias biológicas, como por ejemplo, proteínas, ADN o células y si se logra controlar su movimiento podrían llegar a convertirse en transportadores".
Según Tierno, "el sustrato ya se conocía pero hasta ahora no se había aplicado al movimiento de un conjunto de partículas. Lo que hemos visto es que existen diferentes tipos de agregaciones interesantes que merecen un estudio más profundo de este tipo de formación inducida. Este tipo de estructuras tiene importantes aplicaciones en fotónica, donde se trabaja con estructuras microcristalinas o en el estudio de los cambios de fase, basados en fenómenos de nucleación".
En general este tipo de partículas, de un tamaño de entre diez manómetros y centenares de micras, dispersas en un medio, recibe el nombre de coloides. En este caso concreto se ha trabajado con partículas a las que se les ha añadido óxido de hierro —coloides paramagnéticos—, para conferirles la característica de responder ante un campo magnético. Hasta ahora, los estudios de coloides permitían crear cristales de este tipo de manera estable, en los que las partículas se adhieren al sustrato y la estructura queda fija. Con esta nueva técnica, mediante un campo magnético externo, las partículas se pueden agregar, desagregar y cambiar de morfología de forma controlada y dinámica.
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