Partículas em suspensão podem alterar propriedades dos líquidos

Um líquido não precisa de ser um grupo desordenado de partículas: uma equipa de pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Viena (TU Viena) e da Universidade de Viena, Áustria, descobriu estruturas intrigantes formadas por minúsculas partículas flutuando em líquidos. Sob tensão mecânica, aglomerados de partículas em líquidos podem formar espontaneamente filamentos e alterar drasticamente as propriedades do líquido.
O que é comum no sangue, tinta e outras substâncias? Todos são líquidos onde pequenas partículas ficam suspensas – os chamados “colóides”. Em alguns desses líquidos, as partículas formam grupos (aglomerados), com estruturas regulares, parecidas com átomos num cristal. A equipa de pesquisadores conseguiu, agora, estudar as propriedades notáveis destas substâncias parecidas com cristal em simulações de computador. Sob tensão mecânica, o padrão cristalino pode mudar a sua estrutura para outra diferente, ou pode desaparecer completamente. Os pesquisadores antecipam uma ampla gama de aplicações práticas para estes efeitos. Os resultados de seus cálculos foram publicados na revista científica Physical Review Letters recentemente.

Estruturas regulares em líquidosSe pequenas partículas se acumulam, podem formar aglomerados. Dentro de um aglomerado, as partículas podem sobrepor-se e podem misturar-se, semelhantes a um cardume densamente compactado de enguias, deslizando ao passar umas pelas outras. Incrivelmente, esses amontoados não estão situados em posições aleatórias, mas formam espontaneamente uma estrutura regular – um “aglomerado” de cristal. A distância entre dois aglomerados vizinhos é constante. “Aumentar a densidade de partículas é adicionar mais e mais partículas a cada aglomerado – mas a distância entre eles permanece o mesmo”, diz Arash Nikoubashman da TU Vienna. Este estudante de doutoramento fez os cálculos juntamente com o Professor Gerhard Kahl (Instituto de Física Teórica, TU Viena) e o Professor Christos Likos (Universidade de Viena).

Estruturas de Cristal transformam-se em filamentos“Resultados anteriores já nos tinham levado a crer que estas partículas poderiam apresentar um comportamento estranho sob determinadas condições externas”, explicam os físicos. E as suas esperanças não eram infundadas: em simulações de computador, os pesquisadores conseguiram calcular como a estrutura semelhante à do cristal se comporta sob tensão mecânica que provoca forte stress – o que significa que superfícies dentro do líquido são deslocadas entre si. Em primeiro lugar, a estrutura cristalina começa a derreter, as ligações entre os aglomerados são quebradas. A partir destes amontoados de partículas derretidas, uma nova ordem regular começa a surgir espontaneamente. Sequências longas de partículas em linhas retas são formadas, perfeitamente alinhadas em paralelo.

Fonte: Ciência Diária