Cierto tipo de gotas de aceite cambia de forma cuando se enfrían y se encogen:de esféricas a icosaédricas a hexagonales planas. Dos teorías en competencia no pudieron explicar completamente esto, pero ahora, una carta de revisión física de Ireth García-Aguilar y Luca Giomi resuelve el misterio.

Fue un descubrimiento accidental. Investigadores búlgaros de la Universidad de Sofía estaban estudiando pequeñas gotitas aceitosas de alcanos en el agua, estabilizado con moléculas tensioactivas similares al jabón. "Son similares a las gotas de emulsión de la mayonesa, "dice Luca Giomi, "y además, están encerrados en una monocapa congelada de moléculas de alcanos y tensioactivos ".

Cuando los búlgaros jugaban con ellos, se dieron cuenta de que estaba pasando algo especial. Cuando bajó la temperatura, las gotas cambiaron de formas esféricas ordinarias a extrañas, formas icosaédricas con forma de cristal. A temperaturas aún más bajas, se transformaron en rombos o hexágonos de cuatro lados, con tentáculos en crecimiento en las esquinas.

Casi al mismo tiempo, otro grupo en la Universidad Bar-Ilan en Israel dirigido por Eli Sloutskin, un coautor de esta carta, hicieron observaciones similares y, además, se dieron cuenta de que las gotas pequeñas eran más propensas a cambiar su forma en comparación con las gotas grandes.

Exótico

"Esto es inspirador, es muy exótico y algo que no esperarías, "dice Giomi. Normalmente, las láminas elásticas grandes son más flexibles y más propensas a doblarse que las láminas pequeñas. "Se puede verificar esto sosteniendo una hoja de papel en un lado:una hoja A4 se doblará inmediatamente por su propio peso, pero una hoja más pequeña, tal sello postal, permanecerá derecho. Cuanto más grande sea la hoja, cuanto mayor sea el par que experimenta, más fácil se dobla ".

El propio grupo de la Universidad de Sofía avanzó una teoría en la que una capa delgada especial debajo de la capa de tensioactivos causa los bordes, "pero despues, imágenes microscópicas detalladas del laboratorio de Sloutskin, no vi tal capa, "dice Giomi.

Para explicar las transformaciones de forma, así como la dependencia anómala del tamaño, Los físicos de Leiden tenían que incluir en su modelo cuatro ingredientes diferentes:tensión superficial, gravedad, defectos y curvatura espontánea. Este último es un efecto de la forma de las moléculas que forman la capa sólida. Cuando las moléculas largas se apilan como cerillas en una caja, la interfaz es plana, pero cuando el extremo de una de las moléculas es más grueso que el de la otra, la membrana resultante puede tener una curvatura preferida.

Tentáculos extraños

Mientras que los defectos y la gravedad tienden a doblar las gotas, La tensión superficial tiende a restaurar la forma esférica. Pero, en presencia de curvatura espontánea, este efecto se debilita a medida que las gotas se hacen más pequeñas, lo que hace que las pequeñas gotas sean propensas a la formación de facetas. Esto explica el comportamiento misterioso, los investigadores escriben en un artículo en Physical Review Letters.

Una cosa queda por explicar, sin embargo:los tentáculos extraños que se desarrollan a las temperaturas más bajas. "Pero tenemos ideas, "dice Giomi.

Este tipo de investigación es fundamental y está impulsado por la curiosidad, él añade. Sin embargo, el comportamiento de las células vivas es siempre una inspiración. "Las células biológicas tienen una capacidad extraordinaria para cambiar su forma en diferentes circunstancias".

Uno de los temas de investigación de Giomi es cómo las células cancerosas logran separarse de su tumor principal y migrar dentro del cuerpo para formar metástasis mortales. Giomi:"Las células cancerosas tienen que sufrir cambios de forma drásticos para poder hacerlo". Comprender cómo los objetos simples del tamaño de una micra pueden ajustar de forma autónoma su forma puede ser fundamental para descifrar estos procesos.