Muchos organismos en la naturaleza han desarrollado manchas con dos colores estructurales en sus cuerpos, como la mariposa Papilio Palinurus. El color verde de sus alas se deriva de las manchas bicolor turquesa-amarillo. Se cree que la imitación de tales manchas de dos colores inspira diseños de materiales funcionales en muchas áreas industriales, ya que están relacionados con el camuflaje, la transmisión de mensajes y la termorregulación de estas especies. Sin embargo, la construcción de los puntos de dos colores adolece de procesos complicados, equipos costosos y múltiples bloques de construcción prediseñados.

Recientemente, un grupo de investigadores ha logrado un avance clave en la fabricación de cúpulas de dos colores. El equipo estuvo dirigido por el profesor Anderson Shum del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Hong Kong (HKU) y sus colaboradores, el profesor Yanlin Song y el profesor asociado Huizeng Li, del laboratorio de Impresión Verde del Instituto de Química de China. Academia de Ciencias. Han propuesto una estrategia innovadora para autoensamblar diferentes nanoestructuras en un método de un solo recipiente utilizando un tipo de bloque de construcción. El trabajo ha sido publicado en Nano Letters en un artículo titulado «Autoensamblaje en un solo recipiente de domos de dos colores utilizando nanopartículas de sílice de tamaño mono».

El equipo del profesor Shum descubrió que la evaporación de una gota del sistema acuoso de dos fases (ATPS) podría desencadenar la separación de fases líquido-líquido para formar dos compartimentaciones separadas sin membrana, asociadas con la partición no uniforme de solutos en diferentes fases (Nature Communications, 2021). Aprovechando la partición de solutos en gotitas de ATPS separadas por fases y el flujo interno de gotitas asociado con el proceso de secado, el equipo descubrió que las nanopartículas de un solo tamaño se distribuirían de manera no uniforme en dos fases y se autoensamblarían en cristales fotónicos con dos Colores diferentes. El color resultante es altamente programable al regular la concentración de los coloides. Habilitado por la información de color binario programable, los investigadores diseñaron el cifrado con un gran volumen de contenido, lo que indica la aplicación potencial de los domos de dos colores en el cifrado, almacenamiento y entrega de mensajes.

El significado de este trabajo no se limita a la construcción de cúpulas de dos colores. El trabajo proporciona un enfoque novedoso para construir nanoestructuras no homogéneas. También es importante para comprender los principios físicos que subyacen en el proceso de autoensamblaje no uniforme, lo que inspiraría la construcción espontánea de nanoestructuras heterogéneas sofisticadas.