Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han observado la formación de agujeros que se mueven solos en gotas de líquidos iónicos IL sentado dentro de mezclas de agua y etanol. Este curioso y complejo fenómeno es impulsado por una interacción entre cómo líquidos iónicos disuelva, y cómo fluctúa el límite alrededor de la gota. El movimiento autónomo es una característica clave de materia activa , materiales que usan energía ambiental para autopropulsarse, con aplicaciones potenciales para la administración de medicamentos y la propulsión de nano-máquinas.
La mayoría de las personas están familiarizadas con la forma en que las cosas se mezclan o se disuelven. Por ejemplo, sabemos que el agua y el etanol se mezclan muy bien a temperatura ambiente; tome bebidas alcohólicas. Lo bien que se mezclan depende del entorno en el que se encuentre la mezcla, como la temperatura y la presión.
Sin embargo, la disolución toma un giro complejo cuando agregamos otro componente. Un equipo dirigido por el profesor asociado Rei Kurita, Departamento de Física, Universidad Metropolitana de Tokio, estaba estudiando cómo líquido iónico IL disuelto en una mezcla de agua y etanol. Los líquidos iónicos son líquidos compuestos enteramente de iones en condiciones ambientales; propiedades como su resistencia al secado y su capacidad para disolver materiales que de otro modo serían difíciles han llevado a que se los denomine "solventes"del futuro ", con un enfoque en cómo podrían desempeñar un papel en los procesos industriales, por ejemplo, producción de baterías, productos farmacéuticos y reciclaje.
El equipo colocó una pequeña gota de IL en el fondo de una mezcla de etanol y agua. Con la temperatura y la proporción particular de etanol a agua que usaron, esperaban un límite o interfaz para formar entre el IL y el agua-etanol por encima, y para que los dos se mezclen gradualmente. Sin embargo, lo que vieron fue sorprendente: con el tiempo, surgieron agujeros dentro de la gota de IL, y los agujeros podrían impulsarse dentro de la gota.
Descubrieron que este curioso fenómeno era el resultado de cómo la composición de la mezcla de agua y etanol fluctuaba naturalmente alrededor de la interfaz. Las condiciones eran tales que la mezcla estaba cerca de a punto crítico , donde pequeñas variaciones en la composición pueden tener consecuencias importantes. En este caso, fueron suficientes para promover localmente la mezcla de IL en la mezcla de agua y etanol; la forma única en que las IL interactúan con el agua condujo a cambios locales aún más encomposición, que conduce a un ciclo de retroalimentación positiva, o inestabilidad . El efecto fue tan drástico que provocaron variaciones en la tensión superficial, haciendo que la superficie se volviera espontáneamente irregular, formara agujeros y generara los grandes flujos necesarios para moverlos. Estos agujeros han sido doblados agujeros activos .
Su descubrimiento allana el camino para una nueva clase amplia de sintético materia activa , materiales que pueden tomar espontáneamente energía de su entorno y convertirla en movimiento. Con posibles aplicaciones para la entrega y propulsión de drogas a escala nanométrica, este nuevo fenómeno podría inspirar investigaciones sobre nuevos usos industriales, así como acelerar aún más el interés académico en la actividadfenómenos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Metropolitana de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :