UCM-mi+d Descubren un nuevo estado de la materia

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UCM-mi+d Descubren un nuevo estado de la materia

 

Descubren un nuevo estado de la materia: los cristales hidrodinámicos, llamado “vidrio líquido”

 

UCM-mi+d

A partir de ondas de Faraday excitadas en la superficie del agua a la que se añade un extracto vegetal, la escina, encuentran una nueva forma de sólido, ordenado y estático, pero constituido en realidad por un líquido desordenado en continuo movimiento

 

descubren un nuevo estado de la materia
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Oficina de Transferencia de Resultados de Investigación (ucm.es), febrero.- Una investigación internacional liderada por la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y publicada en Nature Communications describe

por primera vez un nuevo estado de la materia: los cristales hidrodinámicos, constituidos por un fluido en movimiento, aunque ordenados como en un estado sólido cristalino y estático.

 

descubren un nuevo estado de la materia

“El descubrimiento de este exótico estado de la materia transporta nuestra imaginación a múltiples panoramas, desde la comprensión de las leyes fundamentales que gobiernan la estructura de la materia a cualquier escala hasta usos en nuevas tecnologías en que los nuevos cristales hidrodinámicos puedan utilizarse como plantillas moldeables de nuevos materiales biocompatibles”, destaca Francisco Monroy, investigador del departamento de Química Física de la UCM.

Este nuevo tipo de cristal se obtiene cuando las ondas excitadas en la superficie del agua -ondas de Faraday formadas cuando el líquido vibra, como en una coctelera- se ordenan inmediatamente tras añadir un aditivo especial llamado escina.

 

“En condiciones habituales, las ondas aparecerán muy desordenadas en nuestra “coctelera”, pero la mera presencia del aditivo es suficiente para congelar las ondas en una especie de patrón, una tesela perfecta, como si fuera un cristal sólido, pero de agua líquida”, explica Monroy.

Además de la UCM, en el estudio han participado la Universidad Francisco de Vitoria y la Universidad Autónoma de México.

Cristal hidrodinámico de simetría cuadrada formado en un recipiente con agua continuamente agitado, al que se le añade una pizca de escina. Autores: MIkheil Kharbedia (fotografía) / Francisco Monroy (diseño y composición).

 

Ondas detenidas por extracto de frutos secos

Para llevar a cabo el estudio, Monroy se remonta a una idea gestada hace veinte años durante una estancia postdoctoral en el Instituto de Ciencias Moleculares de Orsay | Arquine, aunque se materializó ahora mientras finalizaba la tesis de Mikheil Kharbedia, primer autor de este trabajo.

“Utilizando un altavoz para excitar las ondas y unos contenedores llenos de agua con una pequeña cantidad de escina disuelta, fabricamos un sencillo sistema capaz de generar un patrón de ondas de Faraday perfectamente ordenadas en la superficie del agua, el cristal hidrodinámico. Sin embargo, en ausencia del aditivo, la superficie aparecía completamente desordenada”, relata Monroy.

 

descubren un nuevo estado de la materia
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La escina es un extracto natural obtenido de los frutos secos y utilizado como “superalimento” en dietas de reducción del colesterol. “Esta biocompatibilidad será crucial para futuras aplicaciones de los nuevos “cristales de agua” en biotecnología”, añade el investigador de la UCM.

Aunque la pandemia de COVID-19 condicionó el plan de experimentos, teoría y simulación por ordenador necesarios para comprobar estos resultados, gracias al esfuerzo conjunto de los investigadores de las tres instituciones involucradas se ha podido publicar el hallazgo rápidamente en una revista de alto impacto.

 

Presiento que el nuevo concepto y sus aplicaciones prácticas se encontrarán muy pronto incorporados a los libros de texto como un paradigma del conocimiento moderno.

 

“En concreto, la física del cristal hidrodinámico y de los paquetes de ondas de Faraday que lo constituyen suponen el equivalente clásico de los cristales ordinarios y las ondas de materia de “De Broglie” estudiados en los libros de física moderna”, concluye Monroy.

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