L'équipe de recherche, dirigée par le professeur Juan de Pablo, s'est concentrée sur la compréhension du comportement des particules colloïdales, qui sont des particules dont la taille varie du nanomètre au micromètre. Lorsque ces particules sont en suspension dans un liquide et soumises à un écoulement, elles s’auto-assemblent souvent en motifs et structures complexes.
En combinant modélisation théorique et observations expérimentales, les bio-ingénieurs ont découvert que le processus d’auto-assemblage est piloté par un équilibre de forces hydrodynamiques et d’interactions interparticulaires. Ces forces travaillent ensemble pour guider les particules vers des configurations spécifiques, entraînant la formation de diverses structures, telles que des chaînes, des amas et des cristaux.
L’une des principales conclusions de l’étude est que le processus d’auto-assemblage est hautement personnalisable. En contrôlant des facteurs tels que la taille des particules, la forme, les propriétés de surface et les conditions d'écoulement, les chercheurs peuvent concevoir avec précision les structures souhaitées. Ce niveau de contrôle ouvre des possibilités passionnantes pour un large éventail d'applications.
Par exemple, en microfluidique, la capacité à auto-assembler des particules dans des architectures spécifiques pourrait permettre le développement de dispositifs microfluidiques plus efficaces et précis pour des tâches telles que le tri cellulaire, le criblage de médicaments et la synthèse chimique.
En ingénierie tissulaire, l’auto-assemblage pourrait être utilisé pour créer des échafaudages et des modèles qui guident la croissance et l’organisation des cellules, conduisant au développement de tissus et d’organes fonctionnels.
Lors de l'administration de médicaments, des systèmes de particules auto-assemblés pourraient servir de vecteurs de médicaments ciblés, délivrant des agents thérapeutiques directement à des cellules ou des tissus spécifiques, améliorant ainsi l'efficacité des médicaments et réduisant les effets secondaires.
La découverte de la façon dont les particules s’auto-assemblent dans les fluides en écoulement représente une avancée significative dans le domaine de la bio-ingénierie. En exploitant les principes d'auto-organisation de la nature, les chercheurs peuvent désormais concevoir et créer des structures complexes avec une précision sans précédent, ouvrant ainsi de nouvelles voies d'innovation dans de multiples disciplines.
