Autoensamblaje de coloides magnéticos janus en presencia/ausencia de un campo magnético externo: oportunidades de aplicación en nanomedicina y en la industria alimentaria

Abstract

Los “smart materials” (materiales inteligentes)—materiales que tienen una o más propiedades que cambian de manera significativa por estímulos externos, como esfuerzo cortante, luz, humedad, campos eléctricos o magnéticos, temperatura, pH o compuestos químicos—juegan un rol crucial en las tecnologías emergentes como sensores, actuadores, músculos artificiales, nanomedicina y recientemente en la industria alimentaria. Esta propuesta busca dilucidar el comportamiento de las propiedades microestructurales y magnéticas de fluidos nanoestructurados compuestos por coloides magnéticos Janus—nuevo smart material—bajo el estímulo de un campo magnético y de flujo cortante externo; utilizando simulaciones de dinámica Browniana para examinar las influencias relativas del movimiento Browniano, interacción asimétrica dipolo-dipolo, y de la intensidad de campo magnético y de flujo cortante externo; y validando resultados con literatura experimental existente. Las simulaciones de dinámica de partículas en la escala coloidal—escala mesoscópica, entre lo molecular y lo macroscópico—son desafiantes, pero un medio pertinente para predecir la micromecánica de suspensiones coloidales y a través de esto determinar las propiedades microestructurales y magnéticas. Los resultados de esta investigación tendrán impactos en el diseño de materiales reconfigurables con estímulos externos tales como microfluidos, dispositivos antisísmicos, sensores, entrega de medicamentos, encapsulamiento y estabilización de alimentos, etc. Un impacto importante también es el fortalecimiento de la cultura investigativa en los estudiantes de pregrado de la Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja.