Un equipo de físicos ha desarrollado un método para generar y autoorganizar líquidos en patrones bien definidos, un gran avance que ofrece posibles nuevas vías para el desarrollo de productos farmacéuticos y otros productos de consumo más sofisticados.

El procedimiento, descrito en el último número de la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , se centra en hacer gotitas, que son una mezcla de dos o más inmiscibles, o no mezclable, líquidos, en este caso, petróleo, agua, y alcohol. Estas gotas se desmezclan espontáneamente para formar múltiples capas en un patrón que es independiente del tamaño de la gota, pero que depende de la velocidad de desmezcla.

"Nuestro conocimiento teórico nos permite diseñar emulsiones que se asemejan a las muñecas de anidación rusas, luego sacarlos paso a paso, o espaciados uniformemente, conducta, "explica Jasna Brujic, profesor del Departamento de Física de la Universidad de Nueva York y autor correspondiente. "La capacidad de manipular estos líquidos crea el potencial para promover medicamentos solubles en agua y aceite".

Los otros coautores del artículo son Pepijn Moerman, investigador del Centro de Investigación de Materias Blandas de la NYU en el momento del estudio y ahora en la Universidad de Utrecht de los Países Bajos, Eric Vanden-Eijnden, profesor del Instituto Courant de Ciencias Matemáticas de la Universidad de Nueva York, y Pierre Hohenberg, profesor emérito del Departamento de Física de la NYU.

La separación de líquidos es un proceso complejo involucrado en la organización de los subcompartimentos de las células y es vital para la creación de productos conocidos. como productos farmacéuticos o cosméticos, que se componen de emulsiones.

Sin embargo, desarrollar uniformidad de forma y controlar su movimiento representan desafíos científicos:la desmezcla de líquidos generalmente conduce a manchas de todas las formas, no muy diferente de cómo las gotas de aceite se esparcen en una variedad de formas y tamaños en una olla de agua hirviendo.

Para abordar estos desafíos, los investigadores colocaron los líquidos en una geometría confinada, una gota o una pajita delgada, de modo que la desmezcla comience en el borde y se propague hacia adentro. A medida que pasa la ola de desmezcla, los líquidos se separan en franjas, cuya longitud depende de la velocidad de la ola y del tiempo que tarda el proceso de segregación. Ambos parámetros se pueden ajustar en el experimento, permitiendo a los investigadores diseñar la estructura interna de las emulsiones.

El modelo teórico es consistente con los datos, los científicos señalan, y también predice correctamente la vida útil de cada capa, dando lugar a una liberación gradual de gotitas internas.