MADRID, 26 Jul. (EUROPA PRESS) -
Científicos de la Universidad de Michigan han demostrado que la entropía puede hacer que las partículas formen estructuras organizadas mediante simulaciones por ordenador. El hallazgo, publicado en 'Science', ayudará a sentar las reglas básicas para la fabricación de materiales con diversas capacidades.
El coautor Sharon Glotzer propone que estos materiales podrían ser diseñados trabajando hacia atrás desde las propiedades deseadas, hasta generar un proyecto. El diseño podría ser realizado con nanopartículas --partículas miles de veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano-- que pueden combinarse de maneras que serían imposibles mediante la química ordinaria.
Uno de los principales desafíos es hacer que las nanopartículas creen las estructuras previstas, pero estudios recientes, realizados por el grupo Glotzer, han demostrado que algunas formas de partículas simples lo hacen espontáneamente, a medida que se aglomeran.
"Estudiamos 145 formas diferentes de partículas", afirma Glotzer, quien agrega que, "con tanta información, pudimos empezar a analizar cuántas estructuras son posibles a partir de la forma que adoptan las partículas, y buscar tendencias".
Mediante un código informático desarrollado por el investigador Michael Engel, se llevaron a cabo miles de experimentos virtuales, explorando cada forma de comportamiento en las diferentes aglomeraciones de partículas.
En espacios reducidos, las partículas a la deriva adoptan formas con la más alta entropía. Esa disposición coincide con la idea de que la entropía crea desorden si las partículas tienen suficiente espacio --se dispersan y apuntan en direcciones aleatorias-- pero que, sin embargo, cuando se encuentran en un lugar abarrotado, las partículas comienzan a formar estructuras cristalinas, formando cristales también bajo alta entropía.
Los resultados muestran que casi el 70 por ciento de las formas adoptadas por las partículas produjeron estructuras similares a cristales bajo un estado de entropía. Lo más sorprendente para los autores fue la complejidad de algunas de estas estructuras, con hasta 52 partículas involucradas en un patrón repetido, a lo largo del cristal.
Las partículas produjeron tres tipos de cristales: cristales regulares, como la sal, cristales líquidos, como los que se encuentran en algunos televisores, y los cristales de plástico. Ahora, además de averiguar más acerca de cómo lograr que las nanopartículas formen diversas estructuras, el equipo también tratará de descubrir por qué algunas formas se resisten al orden.
