Scienziati sulla scia delle particelle dei liquidi
Un team di ricercatori austriaci ha fatto un'interessante scoperta su come le particelle dei liquidi possono sistemarsi in modo organizzato. In un articolo pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, gli scienziati, del Politecnico di Vienna (TU Vienna) e dell'Università di Vienna, affermano di aver scoperto che un liquido non deve necessariamente essere formato da una massa disordinata di particelle. La loro ricerca ha rivelato misteriose strutture formate da piccolissime particelle che galleggiano nei liquidi. Sembra che sottoposti a tensione meccanica, i gruppi di particelle nei liquidi possano spontaneamente formare dei fili e cambiare drasticamente le proprietà del liquido. I ricercatori hanno analizzato simulazioni al computer di alcuni liquidi quali sangue, inchiostro e gruel, i quali contengono tutti piccole particelle in sospensione, o "colloidi". In alcuni di questi liquidi le particelle formano dei raggruppamenti che a loro volta formano strutture regolari, più o meno come gli atomi in un cristallo. Esaminando queste sostanze simili a cristalli, gli scienziati sono stati in grado di stabilire che quando esse sono sottoposte a una tensione meccanica, lo schema cristallino può trasformarsi in una struttura diversa, o persino sparire completamente. Se piccole particelle riescono ad accumularsi, possono formare dei grappoli; all'interno di un grappolo, le particelle possono sovrapporsi e mescolarsi. Sorprendentemente, questi grappoli non si trovano in posizioni casuali, al contrario formano spontaneamente una struttura regolare, o "cristallo di grappoli". Gli scienziati hanno osservato come dapprima la struttura cristallina comincia a sciogliersi e i legami tra i grappoli si spezzano. Da questi grappoli di particelle sciolti, comincia a emergere spontaneamente un nuovo ordine regolare e si formano fili dritti e lunghi di particelle, allineati ordinatamente in parallele. Arash Nikoubashman, autore principale dello studio del TU Vienna, spiega: "Con l'aumento della densità di particelle si aggiungono sempre più particelle a ogni gruppo - ma la distanza tra di loro rimane la stessa." Mentre si formano questi fili, il liquido diventa più fluido e la viscosità diminuisce. Questo succede perché i fili sono in grado di scivolare uno accanto all'altro. Se il materiale viene sottoposto a una tensione ancora maggiore, anche i fili si spezzano e rimane quello che si può descrivere come "un insieme disciolto non strutturato di grappoli di particelle" e la viscosità del liquido aumenta di nuovo. Sempre più particelle si spostano dalle loro posizioni originali e impediscono il fluire del liquido. Questo comportamento è uguale in tutti i tipi di cristalli di grappoli. Questo studio si basa su studi precedenti condotti in questo campo che avevano già dimostrato come queste particelle potevano mostrare un comportamento strano in certe condizioni esterne. Allontanandosi dalla teoria, queste scoperte hanno implicazioni per un'ampia gamma di applicazioni pratiche - per il sangue o per grandi biopolimeri come il DNA nonché nella costruzione di valvole di vibrazione e indumenti protettivi. Sono importanti nel campo della biotecnologia e nella petrolchimica e farmacologia o in qualsiasi campo che faccia uso di nanomateriali appositamente creati.Per maggiori informazioni, visitare: Università di Vienna http://www.univie.ac.at/en/
Paesi
Austria