¿Cómo se queda la pasta de dientes en su tubo y no rezuma cuando le quitamos el tapón? ¿Qué causa que la tierra aparentemente sólida se libere repentinamente y se convierta en un deslizamiento de tierra? Definir exactamente cómo fluyen y se agarran los materiales blandos ha eludido a los investigadores durante años, pero un nuevo estudio explica este movimiento complejo usando experimentos relativamente simples. La capacidad de definir, y eventualmente predecir, el flujo de material blando beneficiará a las personas que se enfrentan a todo, desde quesos para untar hasta avalanchas.

El estudio, que se realizó en la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign, se publica en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .

"Estamos descubriendo que el flujo de material blando es más una transición gradual que el cambio abrupto que sugieren los modelos actuales, "dijo el profesor de ingeniería química y biomolecular Simon Rogers, quien dirigió el estudio y es afiliado del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas en la U. de I.

El equipo desarrolló un nuevo protocolo de prueba que permite a los investigadores medir los comportamientos individuales de tipo sólido y líquido de estos materiales por separado, algo que nunca antes se había hecho. dijo Gavin Donley, estudiante de posgrado y autor principal del estudio.

En el laboratorio, el equipo sometió una variedad de diferentes materiales blandos:un microgel de polímero, goma xantana, un material similar al vidrio y una solución de polímero cargada, para cortar la tensión y medir las respuestas de deformación individuales de tipo sólido y líquido utilizando un dispositivo llamado reómetro.

"Nuestros experimentos nos muestran una vista mucho más detallada y matizada del flujo de material blando, ", Dijo Donley." Vemos una transición continua entre los estados sólido y líquido, lo que nos dice que los modelos tradicionales que describen un cambio brusco de comportamiento están demasiado simplificados. En lugar de, vemos dos comportamientos distintos que reflejan la disipación de energía a través de mecanismos sólidos y fluidos ".

El objetivo inmediato del equipo es convertir esta observación experimental en un modelo teórico que predice el movimiento del material blando, Dijo Rogers.

"Los modelos existentes son insuficientes para describir los fenómenos que hemos observado, ", dijo." Nuestros nuevos experimentos requieren más tiempo, pero nos brindan una claridad y una comprensión notables del proceso. Esto nos permitirá impulsar la investigación de materiales blandos en una dirección ligeramente diferente a la anterior. Podría ayudar a predecir el comportamiento de materiales novedosos, por supuesto, pero también ayuda con desafíos de ingeniería civil como deslizamientos de tierra, roturas de presas y avalanchas ".