Un estudio reciente realizado por un equipo de investigadores ha arrojado nueva luz sobre los patrones de movimiento inesperados de los polímeros anulares bajo cizallamiento. Utilizando técnicas de simulación de última generación, el equipo investigó la dinámica de los polímeros anulares en un flujo de Couette, un tipo de flujo de corte en el que dos placas paralelas se mueven a diferentes velocidades, creando un gradiente de velocidad.
Sus hallazgos revelaron que los polímeros anulares exhiben distintos patrones de movimiento dependiendo de su tamaño y la intensidad de la fuerza de corte. A velocidades de cizallamiento bajas, los polímeros de anillos pequeños se comportan de manera similar a los polímeros lineales, alineándose con la dirección del flujo y girando periódicamente. Sin embargo, a medida que aumenta la velocidad de cizallamiento, se produce una transición notable:los polímeros de anillos pequeños comienzan a girar rápidamente alrededor de su eje central, de forma similar a las peonzas.
Este movimiento de rotación es impulsado por la interacción entre el flujo inducido por cizallamiento y las características estructurales únicas de los polímeros anulares. A diferencia de los polímeros lineales, los polímeros anulares carecen de extremos de cadena y exhiben una conformación cerrada que permite una transferencia de energía eficiente. La fuerza de corte hace que los polímeros de los anillos se deformen y giren, lo que lleva al movimiento giratorio observado.
Además, los investigadores descubrieron que la dinámica de rotación de los polímeros anulares depende del tamaño. Los polímeros de anillos más pequeños giran más rápido que sus homólogos más grandes, lo que demuestra una dependencia del radio de giro del polímero. Este comportamiento dependiente del tamaño surge de la interacción entre la fuerza del flujo inducida por el cizallamiento y la inercia rotacional del polímero.
El descubrimiento de estos patrones de movimiento inesperados de polímeros anulares bajo cizallamiento abre nuevas vías para explorar la rica física de fluidos complejos y diseñar materiales con propiedades personalizadas. El movimiento giratorio de los polímeros anulares bajo cizallamiento podría tener implicaciones en diversas aplicaciones, como dispositivos de microfluidos, mezclas de polímeros y sistemas de administración de fármacos.
Al desentrañar la intrincada dinámica de los polímeros anulares, este estudio contribuye a una comprensión más amplia de los fluidos complejos y proporciona información sobre las posibles aplicaciones de estos materiales en diversos campos de la ciencia y la tecnología.
