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La materia líquida recién inventada puede moverse por sí sola a lo largo de una superficie plana

La materia líquida recién inventada puede moverse por sí sola a lo largo de una superficie plana

Cualquier sustancia líquida es capaz de fluir si una fuente de presión le aplica una acción de empuje o tracción, como una bomba o una superficie inclinada. Pero para los científicos de la Universidad de Brandeis en Massachusetts, estas leyes de la física simplemente no satisfacen. Por lo tanto, han ideado inteligentemente una forma para que los líquidos se muevan o fluyan libremente sin la intervención de los humanos y la ayuda de la gravedad.

Veamos la mecánica de líquidos.

Entonces, ¿cómo podrían fluir los líquidos de forma independiente cuando se colocan sobre una superficie plana? Básicamente, las células biológicas que naturalmente poseen atributos dinámicos se combinan en una solución y hacen que toda la mezcla líquida se mueva espontáneamente. La célula biológica responsable de este movimiento se llama microtúbulo. Esta celda tiene un centro hueco y es dinámicamente inestable ya que los extremos del tubo pasan por fases de crecimiento y contracción. Como resultado, la celda se vuelve dinámica a través de las acciones de flexión y estiramiento.

Estructura de microtúbulos [Fuente de la imagen: Wikimedia Commons]

Los científicos de la Universidad de Brandeis sacaron microtúbulos del cerebro de una vaca y los mezclaron en una solución acuosa. Además, también se han mezclado en otras dos moléculas que se encuentran en las células conocidas como quinesina y trifosfato de adenosina (ATP).

El siguiente video muestra el movimiento de los microtúbulos en cámara lenta mientras flotan en una solución acuosa.

La kinesina actúa como un material de unión entre la formación adyacente de los microtúbulos y el papel del ATP es esencialmente proporcionar energía para que las células se muevan. Esta combinación de células resultó en una dinámica de tipo turbulento de fluidos activos a granel. La composición de los microtúbulos se rompió a medida que avanzaba el movimiento, pero las nuevas células de kinesina las emparejaron rápidamente con una nueva pareja. Este ciclo de división y combinación de microtúbulos resultó en patrones de remolinos en el líquido y el equipo de Brandeis logró manipular este movimiento en un flujo uniforme o en un "flujo coherente". La diferencia entre el flujo turbulento y coherente se muestra a continuación.

[Fuente de imagen: Ciencias]

El siguiente video capturó asombrosamente la hermosa exhibición de este flujo coherente.

Aplicaciones potenciales

En primer lugar, ¿por qué los líquidos deben moverse de forma independiente? Bueno, una posible aplicación de este avance científico es la industria del petróleo y el gas. Con este tipo de tecnología en la mano, es posible que no sea necesario bombear petróleo a través de tuberías para fluir. Especialmente para tuberías que se extienden cientos de millas desde el punto de origen hasta su destino. Además, este avance prometedor también podría conducir a geles autopropulsados ​​que beneficiarían al campo de la ingeniería mecánica.

"Básicamente, aprovecharon el poder de la naturaleza para crear una máquina microscópica capaz de bombear fluido", dijo el equipo de Brandeis. "Desde una perspectiva tecnológica, los fluidos activos de autobombeo preparan el escenario para la ingeniería de máquinas suaves autoorganizadas que transforman directamente la energía química en trabajo mecánico", declararon los científicos en su artículo publicado. Por el tono de esta declaración, también parece aplicable a la industria energética. Si la energía química puede impulsar el trabajo mecánico, es posible que no necesitemos depender de los combustibles fósiles en el futuro y esta tecnología podría incluirse en una nueva rama de fuentes de energía limpia. ¿Qué piensas?

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