Descubren líquido que desafía la termodinámica y abre puertas a materiales autorreparables

La carrera de la ciencia por hallar nuevos metamateriales se ha incrementado en los últimos años. Estos son materiales artificiales que tienen propiedades especiales, como electromagnetismo diferente al de los materiales que se pueden encontrar de forma natural. Estos se fabrican a partir de materiales convencionales, pero tienen cualidades extraordinarias.

Estos son especialmente deseados en el campo militar, médico y automotriz, debido a que tienen propiedades no naturales y tienen potencial para revolucionar muchos campos tecnológicos. Se investigan propiedades de invisibilidad, control acústico, energía entre otros.

Por eso, el más reciente descubrimiento de la Universidad de Massachusetss de un líquido que tiene capacidad de recuperar su forma sin importar lo que suceda ha desafiado todo lo que se conocía en el campo científico de cómo se comportan los líquidos.

El líquido que desafía las leyes de la termodinámica

Normalmente cuando se mezclan líquidos como el aceite y el agua, ambos se repelen debido a las diferentes tensiones superficiales y no se mezclan fácilmente. Y es que, según las leyes de la termodinámica para que esto se de se requiere un proceso de emulsificación donde se añaden sustancias para lograr la mezcla.

Este líquido que incluye agua, aceite y partículas magnetizadas rompe con las leyes de la termodinámica por diferentes razones. Lo primero es que al agitar la mezcla no solo se separa como es esperado, sino que adopta una forma geométrica muy específica y simétrica, como la curvatura de una urna griega. No importa qué tanto se agite la mezcla, siempre regresa a la misma forma.

A nivel microscópico, las nanopartículas magnéticas se comportan como un tipo de “andamiaje” que se reorganiza de manera precisa para formar esa figura una y otra vez. Este comportamiento está relacionado con un fenómeno llamado magnetohidrodinámica, que interfiere con los procesos normales de emulsificación y sugiere que, bajo ciertas condiciones, es posible “doblar” las reglas de la termodinámica sin violarlas completamente.

¿Qué aplicaciones puede tener en la vida real?

Este descubrimiento abre nuevas posibilidades en diferentes campos industriales y de investigación científica. Los profesores Thomas Russell y David Hoagland, encargados de la investigación, han dicho que no están seguros de sus aplicaciones, pero creen que este descubrimiento podría ser útil para estudiar materiales blandos y desarrollar nuevos materiales que se ensamblen por sí mismos.

Esto se debe a que el comportamiento de la mezcla, donde se reorganizan las partículas de forma precisa, podría ser aprovechado para diseñar materiales que no requieren de intervención externa para ser ensamblados. En dispositivos inteligentes esto podría reducir los procesos de fabricación complejos.

En el campo de la medicina se pueden diseñar sistemas de microfluidos que se utilicen en dispositivos de diagnóstico, como los biosensores para detectar enfermedades, donde las partículas magnéticas pueden ayudar a manipular flujos de líquidos a escalas muy pequeñas de manera eficiente.

Pero definitivamente abre un mundo de posibilidades para la creación de materiales autorreparables. Aunque aún es muy pronto para esto, se puede pensar en un futuro en el que los objetos puedan repararse de forma automática.