Las moléculas se mueven al azar, chocando entre sí en continuo movimiento. Incluso puedes oler este proceso a veces; así es como el perfume se esparce por una habitación cuando el aire está quieto. El proceso se denomina difusión y la teoría de la difusión se puede aplicar al líquido que se extiende a través del papel, también - un proceso en funcionamiento en una gama de productos cotidianos, desde bolígrafos de tinta hasta parches de muestreo de papel para pruebas médicas.

Ahora, un equipo de investigadores en India ha desarrollado un modelo que profundiza su comprensión conceptual de cómo los líquidos se esparcen a través del papel.

"El líquido que se esparce en un papel es esencialmente un movimiento de líquido aleatorio a través de una red de fibras distribuidas al azar, "dijo Suman Chakraborty, investigador principal de la investigación en el Instituto Indio de Tecnología Kharagpur, y el Centro de Desarrollo de Tecnología Avanzada, ambos ubicados en Kharagpur, India. Los resultados se publican esta semana en Letras de física aplicada .

La difusión es un proceso bien conocido. Pero la elaboración del equipo de la teoría de la difusión en el contexto de las interacciones papel-líquido, que plantean tortuosas redes de fibra a la dinámica del transporte, es novedoso y revela nuevos detalles teóricos. En su experimento, los investigadores observaron que la tinta se extendía sobre el papel de filtro utilizando un microscopio electrónico de barrido.

El equipo trazó un mapa de la dinámica de propagación del líquido desde un capilar de una sola fibra hasta una red más grande de fibras. Luego calcularon las características de transporte resultantes, con resultados que confirman una perspectiva unificada generalizada de difusión en el trabajo en el proceso de líquido que se mueve a través de una matriz de papel. El escaneo de imágenes micrográficas muestra distribuciones de fibra de papel, junto con la medida de velocidad de imagen de micropartículas de movimiento de líquido aleatorio a través de la red.

"Nuestro estudio revela que, a pesar de los usos tan diversificados del papel que interactúan con los líquidos, Existe una singularidad fundamental de que el líquido se esparce a través del papel que conduce a una teoría general y unificada al respecto, "Dijo Chakraborty.

La teoría sostiene que las moléculas de un líquido se mueven a través de la red de fibras del papel siguiendo los principios de la dinámica de difusión universal. "El papel está constituido por una red de fibras distribuidas aleatoriamente, "dijo Chakraborty." Como consecuencia, Se produce un movimiento aleatorio del líquido en todas las direcciones posibles. Sabemos que las moléculas se mueven al azar y chocan entre sí, y esta es la premisa de la difusión ".

A pesar del amplio uso de tecnologías de papel con infusión líquida, existen lagunas en la comprensión de la ciencia básica detrás de su comportamiento. Chakraborty y sus alumnos, Kaustav Chaudhury y Shantimoy Kar, ayudar a llenar ese vacío.

Al comprender la propagación líquida en el paradigma de la difusión, los científicos pueden controlarlo con mayor precisión para crear y perfeccionar nuevos productos que impliquen la propagación del líquido a través del papel. Por ejemplo, Los mercados actuales han validado una propiedad potencial importante del papel:actuar como el bloque de construcción esencial de un kit de diagnóstico rápido en un paradigma de ultra bajo costo.

Entre los ejemplos de esta aplicación se incluyen las tiras reactivas de embarazo; pruebas de alcalinidad o acidez de jabones de belleza y para bebés utilizando una tira de papel; tiras de papel para comprobar la calidad del agua; y diagnóstico médico con la ayuda de pruebas de orina con tiras de papel, saliva y sangre. El modelo de difusión de líquido del autor en papel también puede mejorar los papeles y tintas utilizados para escribir, dibujar y pintar.

Próximo, los investigadores planean desarrollar tecnologías inteligentes y compactas con fines de diagnóstico, el avance de las plataformas existentes basadas en papel.

"Los objetivos clave son obtener resultados rápidos a expensas de bajos costos. Para ello, el documento muestra una perspectiva prometedora de ser una herramienta al servicio de ambos objetivos. El presente trabajo, como creemos, allanará el camino para el diseño y desarrollo de tecnologías basadas en papel para servir a un público más amplio, "Dijo Chakraborty.