Los micro nadadores artificiales han recibido mucha atención en los últimos años. Al imitar a los microbios que convierten la energía circundante en movimientos de natación, estas partículas pronto podrían explotarse para muchas aplicaciones importantes. Sin embargo, antes de que esto pueda suceder, los investigadores deben desarrollar métodos para controlar mejor las trayectorias de micro nadadores individuales en entornos complejos. En un nuevo estudio publicado en EPJ E , Shubhadeep Mandal en el Instituto Indio de Tecnología de Guwahati (India), y Marco Mazza en el Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización en Göttingen (Alemania) y la Universidad de Loughborough (Reino Unido), muestran cómo este control podría lograrse utilizando materiales exóticos denominados 'cristales líquidos nemáticos' (LC), cuya viscosidad y elasticidad pueden variar según la dirección de una fuerza aplicada.

Los descubrimientos del dúo podrían informar el uso futuro de micro nadadores que transporten carga en procedimientos médicos delicados:incluida la administración de medicamentos, seguimiento de enfermedades, y cirugía no invasiva. Mediante el uso de LC nemáticos biocompatibles, estas técnicas podrían integrarse de manera fácil y segura con los cuerpos de los pacientes. Típicamente, los micro nadadores se impulsan hacia adelante ya sea empujando o tirando del fluido que los rodea. Hasta aquí, estos movimientos no se han estudiado ampliamente en fluidos menos convencionales como los LC nemáticos, que tienen estructuras cristalinas ordenadas, pero también puede fluir como líquidos.

Mandal y Mazza estudiaron este escenario utilizando algoritmos de 'dinámica de colisión de múltiples partículas', que describen cómo las estructuras atómicas de las LC nemáticas varían con el tiempo. Combinado con simulaciones de micro nadadores esféricos, los algoritmos les permitieron investigar cómo las viscosidades y elasticidades dependientes de la dirección de los LC nemáticos pueden afectar las velocidades y orientaciones de los micronadadores esféricos. Estudios anteriores demostraron que sus movimientos son marcadamente diferentes a los que se encuentran en los fluidos convencionales; con micro nadadores siguiendo trayectorias no aleatorias para minimizar su energía elástica. Mandal y Mazza ahora también muestran que la velocidad de un micro nadador variará dependiendo de si empuja o tira del fluido circundante; y también se vuelve más lento cuando empuja con una fuerza más fuerte. El dúo ahora espera que sus técnicas de simulación puedan extenderse fácilmente para modelar la dinámica de múltiples micro nadadores.