Físicos han anunciado el sorprendente descubrimiento de lo que denominan un “líquido que recupera su forma”, lo cual desafía algunas expectativas arraigadas derivadas de las leyes de la termodinámica.

La investigación, publicada en Nature Physics, detalla una mezcla de aceite, agua y partículas magnetizadas que, al agitarse, se separa rápidamente en lo que parece las líneas clásicamente curvilíneas de una urna griega.

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“Imagina tu aderezo italiano favorito para ensaladas”, dice Thomas Russell, profesor de Ciencia e Ingeniería de Polímeros en la Universidad de Massachusetts Amherst y uno de los autores principales del artículo.

“Está compuesto de aceite, agua y especias, y antes de verterlo en la ensalada, se agita para que se mezclen todos los ingredientes”.

Son esas especias, esos pequeños trocitos de algo, los que permiten que el agua y el aceite, que normalmente son mutuamente excluyentes, se mezclen, un proceso llamado emulsificación, descrito por las leyes de la termodinámica.

La emulsificación es la base de una amplia gama de tecnologías y aplicaciones que van mucho más allá de los condimentos, y un día, Anthony Raykh, estudiante de posgrado, estaba en el laboratorio mezclando un lote de este “aderezo para ensaladas” científico para ver qué podía crear; solo que en lugar de especias, usaba partículas magnetizadas de níquel, “porque se pueden diseñar todo tipo de materiales interesantes con propiedades útiles cuando un fluido contiene partículas magnéticas”, dice Raykh en un comunicado.

Preparó su mezcla, la agitó y, para su sorpresa, la mezcla adquirió una prístina forma de urna. No importaba cuántas veces ni con qué fuerza la agitara, la urna siempre volvía a su forma original.

“Pensé: ‘¿Qué es esto?’ Así que recorrí los pasillos del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Polímeros, llamando a las puertas de mis profesores y preguntándoles si sabían qué estaba pasando”, continúa Raykh. Nadie lo sabía. Pero llamó la atención de Russell y David Hoagland, profesor de ciencia e ingeniería de polímeros, el otro autor principal del artículo y especialista en materiales blandos.

SE EXPLICA POR EL MAGNETISMO ‘FUERTE’

El equipo realizó experimentos y contactó con colegas de las universidades de Tufts y Syracuse para construir simulaciones. Juntos, el esfuerzo colaborativo determinó que el magnetismo, el magnetismo ‘fuerte’, explica el inexplicable fenómeno que Raykh había descubierto.

“Al observar con atención las nanopartículas individuales de níquel magnetizado que forman la frontera entre el agua y el aceite”, dice Hoagland, “se puede obtener información extremadamente detallada sobre cómo se ensamblan las diferentes formas. En este caso, las partículas están magnetizadas con tanta fuerza que su ensamblaje interfiere con el proceso de emulsificación, descrito por las leyes de la termodinámica”.

Normalmente, las partículas añadidas a una mezcla de aceite y agua disminuyen la tensión en la interfaz entre ambos líquidos, lo que permite su mezcla. Pero, curiosamente, las partículas con suficiente magnetismo aumentan la tensión interfacial, curvando la frontera entre el aceite y el agua en una elegante curva.

“Cuando ves algo que no debería ser posible, tienes que investigarlo”, afirma Russell.

Si bien aún no hay una aplicación para su novedoso descubrimiento, Raykh está entusiasmado por ver cómo este estado inédito puede influir en el campo de la física de la materia blanda.