Los materiales sensibles al estímulo pueden responder a las fuerzas físicas con transiciones de fase estructural. Esto también se aplica a las mezclas de biopolímero-surfactante, informa ahora un estudio realizado por científicos alemanes y chinos. Sorprendentemente, las fases recién adoptadas persisten después de eliminar el estrés y pueden serdetectado por una simple tecnología de lectura óptica. La detección biométrica de huellas digitales es una aplicación atractiva para esta tecnología. Los resultados se publican en la revista Angewandte Chemie .
Los cristales líquidos son moléculas de forma anisotrópica que pueden adoptar distintas fases ordenadas, dependiendo de las condiciones físicas. La temperatura, la presión o la carga pueden producir cambios de color, interruptores de luz oscura o una apariencia birrefractiva, todos los cuales representan cambios en laorden molecular. Tales transiciones también pueden ocurrir en geles, e incluso en jabones con transiciones micelares. El sistema químico desarrollado por Andreas Herrmann en la Universidad de Groningen, Holanda, y sus colegas en la Academia de Ciencias de China, es un complejo de una sobrealimentaciónpolipéptido con un tensioactivo catiónico. El líquido viscoso adoptó patrones de birrefringencia después de simplemente ser tocado, para revelar detalles como los de una huella digital.
Buscando explorar el comportamiento de los fluidos biológicos, los científicos diseñaron una serie de polipéptidos sobrealimentados que forman materiales blandos biológicos con propiedades interesantes cuando se combinan con moléculas que suministran la carga opuesta. Los polipéptidos sobrealimentados consistían en cinco unidades repetitivas de aminoácidos con uno o dosresiduos de ácido glutámico con carga negativa dentro de cada unidad. Como tensioactivo catiónico, los investigadores diseñaron un azobenceno aromático con una carga positiva en un lado y una cadena hidrofóbica en el otro. Además, el polipéptido y el tensioactivo formaron un polipéptido líquido rico en agua.gotita con un tono naranja. En este líquido los científicos no encontraron orden molecular, birrefringencia o patrón de difracción, y simplemente un fluido viscoso isotrópico.
Una fuerza de corte estimuló una respuesta diferente. El flujo de agua o el toque de un dedo hizo que la muestra fuera birrefringente, y los patrones ordenados eran evidentes, informaron los autores. Estas estructuras ordenadas se parecían a las fases cristalinas líquidas liotrópicas de largo alcance típicas de los tensioactivos que contienenmezclas. Sorprendentemente, ese orden persistió, incluso después de quitar la cizalla. Un microscopio óptico polarizado detectó patrones de birrefringencia que registraron sensiblemente la textura de la herramienta de aplicación de cizalla. En otras palabras, las minucias, las crestas y líneas en la punta del dedo que formanuna huella digital, estaban bien representados en las micrografías de polarización.
Este notable descubrimiento sugiere que el fluido polipéptido sobrealimentado podría, en principio, usarse para la detección biométrica. Mientras que los sensores de huellas digitales modernos que no se basan en la impresión de tinta se basan en componentes electrónicos finamente ajustados, los científicos presentan una configuración diferente con lectura microscópica de birrefringenciaSin embargo, las condiciones exactas para las transiciones de fase en el material y los mecanismos subyacentes aún no se han explorado, señalan los autores.
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Materiales proporcionados por Wiley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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