Pequeñas canicas vistas desde un microscopio Elementos de materia blanda que cambian su forma o temperatura con fuerzas muy pequeñas

Pequeñas canicas vistas desde un microscopio Elementos de materia blanda que cambian su forma o temperatura con fuerzas muy pequeñas

En el colegio aprendimos que existen tres tipos de materia: sólida, liquida y gaseosa. Una mesa está compuesta por materia sólida, el agua es materia líquida y el helio es un tipo de gas. Sin embargo, cuando piensas en elementos como tu piel, ¿en qué categoría lo pondrías? No es materia sólida, no es líquida y tampoco es un gas… Es ¡materia blanda!

La rama de la material blanda representa a los elementos que pueden cambiar su forma o temperatura con muy poca fuerza. Hablamos de nuestra piel, pero también hay otros objetos compuestos por materia blanda como las pantallas LCD o de cristales líquidos de los computadores portátiles.

Esta materia blanda tiene propiedades únicas que combinan la flexibilidad de los fluidos o líquidos con interacciones más fuertes encontradas en los sólidos. En Física, la materia blanda representa una rama que se distingue de la Física de Alta Energía y que estudia a los elementos que pueden cambiar de formar con pequeña fuerza sin necesidad de un tipo de energía muy fuerte para cambiar su sistema, y donde ciertas activaciones juegan un papel muy importante. El plástico por ejemplo, es otro tipo de materia blanda. El uso de energía termal es lo único que se necesita para cambiar su forma y características.

Hay otro importante tipo de materia blanda que es menos obvio pero muy importante para los físicos, en especial para Thomas Fischer – Profesor experimental de Física en la Universidad de Bayreuth (Alemania) y que nos visita en Yachay Tech – se llaman COLOIDES.

Los coloides son pequeñas esferas del tamaño de un nanómetro – más allá de la resolución microscópica – que se puede hacer con cualquier combinación de gas, líquido y sólido. Usualmente se encuentran en líquidos como la leche, la sangre, o un bote de pintura. Son dispersiones de partículas usualmente en líquidos que se mueven irregularmente dentro del mismo; este movimiento se lo conoce como movimiento browniano y consiste en un zigzagueo de partículas al azar y puede verse bajo un microscopio. La investigación de Thomas Fischer se centra en entender y controlar este movimiento por medio de campos magnéticos, utilizando los principios de la Física.  

“Una de mis asignaturas favoritas al momento es ‘torturar’ a este tipo de materiales por medio de campos magnéticos”, dice. “Si es que aplicamos un campo magnético en el rango de los coloides, deberíamos ser capaces de controlar su movimiento de la mejor manera posible”.

De confirmarse, importantes aplicaciones saldrían de esta teoría. Por ejemplo, se podrían desarrollar portadores o transportes de drogas o bioquímicos de un lugar a otro de manera más segura, utilizando el mismo campo magnético que mueve a los coloides. Lo que se sabe de momento es que simples comandos químicos de transporte se pueden emular. Fischer cree que los coloides tendrán un gran futuro en dispositivos chips: laboratorios químicos del tamaño de 1mm x 1mm x 1mm, donde las reacciones químicas se controlan en una escala muy pequeña.

“Para hacerlo, necesitas saber cómo controlar los movimientos y aquí es donde se aplica la investigación”, explica Fischer. “No solo que es divertido ver cómo los coloides funcionan. Básicamente son canicas con las que se juega en una escala mucho más pequeña. Si conoces como jugar con ellas, puedes producir reacciones químicas. Estamos dando un gran paso para entender completamente cómo controlar estos coloides”.

Así, el siguiente paso en la investigación de Fischer es encontrar la manera de hacer que los coloides se comporten independientemente, de momento se comportan como un grupo. Los experimentos buscan determinar maneras para hacer a los coloides autónomos. “La física está involucrada en todo”, explica Fischer. “Es una forma matemática para entender la naturaleza”.  

No te pierdas la conferencia de Thomas Fischer el 10 de Marzo a las 3:00 p.m. en la Sala Capitular de Yachay Tech.

OTROS PROYECTOS

La Universidad Yachay Tech como parte de su compromiso de Vincularse con la Comunidad y mejorar la calidad de vida de los ciudadanos del Cantón San Miguel de Urcuquí ha creó un proyecto de Capacitación a los ciudadanos del sector, con el objetivo de incentivar y posibilitar que las personas adquieran competencias para acceder a educación superior de calidad.

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