Imagine una bola de fluido del tamaño de una micra encerrada en una película delgada, similar a la película en pompas de jabón, pero formada por moléculas que se asemejan al cristal líquido. Estas moléculas pueden reducir su energía general alineando sus direcciones con sus vecinas en constante cambio, un estado conocido como fase esméctica. Esto significa que en la película se forman pilas de capas de cristal líquido similares a bandas paralelas.

En un nuevo estudio publicado en EPJ E , Francesco Serafín, afiliado a la Universidad de Syracuse, Nueva York, y el Instituto Kavli de Física Teórica (KITP) en UCSB, ESTADOS UNIDOS, junto con su asesor Mark Bowick, también en el KITP, y Sid Nagel, de la Universidad de Chicago, ILLINOIS, ESTADOS UNIDOS, trazar todos los posibles patrones esmécticos de tales películas esféricas, o saco, a temperatura cero. Determinan las condiciones en las que resulta más fácil que dichos sacos atraviesen las membranas biológicas y, potencialmente, entregar moléculas adheridas a ellos en lugares específicos.

Las limitaciones impuestas en el mapeo de moléculas de cristales líquidos paralelas en una forma esférica producen defectos en el cristal líquido. En este estudio, los autores predicen la existencia de cuatro defectos, creando distorsiones que se acomodan cuando la cáscara se dobla en el entorno de los defectos. La película esférica es más flexible, ellos notan, cuando su forma de energía más baja parece un tetraedro facetado con bordes afilados y defectos localizados en los cuatro vértices. Los defectos son sitios candidatos naturales para la unión de moléculas con una función especial para ser administradas al cuerpo mediante películas en forma de bola.

Dependiendo del ángulo de inclinación entre las capas en forma de franjas de las moléculas en forma de cristal líquido y el borde del tetraedro, los autores identifican varios patrones:líneas de latitud, espirales paralelas o una combinación de los dos. Con un ángulo de inclinación de cero o 30 °, todas las capas forman bucles latitutinales cerrados que no se deforman fácilmente. En otros ángulos de inclinación, las capas forman espirales que permiten que la compresión localizada se propague a una gran distancia a lo largo de la película, facilitando que estas películas esféricas se deformen y se aprieten a través de las membranas biológicas.