Investigadores de Julich, Alemania, tengo, junto con colegas de Austria, Italia, Colombia y Estados Unidos, desarrolló un sistema modelo para los denominados coloides blandos. El modelo nos da una mejor comprensión de las correlaciones entre la estructura atómica de los coloides y sus propiedades materiales perceptibles. Estos hallazgos podrían conducir a nuevos enfoques para el desarrollo específico de materiales coloides innovadores. Los resultados se acaban de publicar en la revista Nanoescala .

Los coloides son partículas o gotitas finamente dispersas de tamaño nanométrico o micrométrico. Los coloides blandos están hechos de materiales flexibles, por ejemplo, polímeros, como proteínas y moléculas sintéticas. En naturaleza, los coloides blandos se encuentran en las células, por ejemplo. En la industria, se utilizan entre otras cosas en el procesamiento de alimentos, cosméticos y pinturas en emulsión o en la producción de aceite para lograr las propiedades de fluidez necesarias. En la fabricación de pinturas, por ejemplo, garantizan que los productos sean fáciles de aplicar pero que no se escurran por las superficies.

El sistema modelo desarrollado por investigadores del Centro Jülich para la Ciencia de Neutrones se compone de agua y copolímeros de bloque, moléculas en forma de hilo con un componente hidrófilo e hidrófobo. En agua, los hilos de polímero se disponen en forma de estrella, con los extremos hidrofílicos apuntando hacia afuera, y el hidrofóbico apuntando hacia adentro. Si el componente hidrofílico es grande, sólo unas pocas moléculas se agruparán libremente y su comportamiento físico se asemeja al de los hilos. Cuanto mayor sea el componente hidrofóbico, Cuantos más polímeros se aglutinen y se densifiquen, se forman esferas duras.

Hasta ahora, siempre ha habido modelos físicos separados para hilos y esferas, lo que predeciría en cada caso si la solución resultante sería líquida o vítrea. Con la ayuda de sus investigaciones científicas y, entre otras cosas, mediante experimentos de dispersión de neutrones, los investigadores ahora han logrado combinar ambos modelos y han desarrollado un diagrama de fases completo que describe las propiedades del material dependiendo de la estructura y concentración del coloide - produciendo un libro de recetas para coloides, por así decirlo. En efecto, encontraron un parámetro de conexión que esencialmente decide si la solución coloidal modelo será líquida o vítrea:la llamada longitud de interacción. Esto corresponde aproximadamente al radio en el que los coloides pueden interactuar entre sí, y depende, entre otras cosas, de la cantidad de moléculas de las que se compone un coloide, así como de la concentración de los coloides.

Una característica especial de los coloides modelo hizo posibles estos hallazgos:su suavidad se puede ajustar muy finamente en un área grande alterando la relación de longitud entre los componentes hidrófilos e hidrófobos de los hilos de las moléculas. El hecho de que los ingredientes básicos sean siempre los mismos hace que sea más sencillo distinguir las correlaciones fundamentales.