Una investigación de la Universidad de Extremadura ha descubierto que el movimiento colectivo de la materia activa puede modificarse sin necesidad de que la forma de sus partículas cambie, como se consideraba hasta ahora.
En Física se define materia activa a las agrupaciones de elementos que tienen un movimiento sistemático, es decir, que son autopropulsados, como por ejemplo una célula, una bacteria o un virus, según ha explicado la UEx este jueves en una nota.
Para conocer y comprender el movimiento de esta materia se ha utilizado un prototipo con partículas creadas mediante impresoras 3D. "No está vivo ni es una macromolécula, sin embargo, su movimiento es similar al de sistemas de biopartículas con rotación sistemática", ha señalado el profesor de la UEx e investigador principal del proyecto, Francisco Vega Reyes, y recoge la agencia Efe.
Estas partículas, fabricadas con impresión 3D y con forma de discos planos con aspas, se colocan en una mesa de aire de alta velocidad, cuyo flujo tiene un componente caótico, de modo que las aspas causan las asimetrías de la partícula, que las hará rotar sistemáticamente siempre en un sentido.
En la investigación se ha podido observar que el flujo turbulento golpea las partículas de forma que se mueven en direcciones aleatorias pero también que, al pasar a través de las aspas, crea un movimiento rotatorio sistemático.
Así se comprueba que existen dos formas de movimiento en este sistema de partículas activas: uno mediante rotaciones sobre sí mismas y dirigidas siempre en el mismo sentido, y otro movimiento caótico de traslaciones.
"A veces los movimientos dirigidos de las partículas generan en un movimiento colectivo. Esta es la razón por la que todas las partículas en su conjunto tienden a rotar en el mismo sentido que las partículas individuales", ha señalado el investigador extremeño.
Publicado en la revista Communications Physics
El principal resultado de esta investigación, publicado en la revista de Communications Physics (de la editorial Nature) es que el equipo ha comprobado que las partículas pueden cambiar el sentido de su rotación colectiva, sin necesidad de cambiar la orientación de sus aspas.
"Este descubrimiento innovador contradice la anterior idea de que, si una partícula tenía algún tipo de asimetría -llamada quiralidad-, esta dictaba necesariamente el giro global del sistema", ha indicado la Universidad de Extremadura.
Francisco Vega ha precisado que han hallado tres tipos de movimientos colectivos mediante una descripción teórica que permite explicar esta transición de fase o de comportamiento.
En concreto, existe la rotación natural, en la que el fluido gira en el mismo sentido de la partícula, y el movimiento de rotación inversa, en el que la dirección del fluido (rotación colectiva) se invierte.
Al pasar de una fase a otra, se produce el último movimiento en el que la rotación colectiva se detiene, es decir, el fluido se convierte en un gas normal donde solo existe un movimiento caótico.
Francisco Vega y su equipo están llevando ya a cabo el siguiente paso de esta investigación junto con el Centro Europeo de Cálculo Atómico y Molecular (Cecam) de la Escuela Politécnica de Lausana (EPFL) en Suiza.
Por un lado, quieren hacer una extensión de los experimentos a simulaciones de ordenador y, además, pretenden realizar un estudio teórico sobre el comportamiento de una única partícula rotatoria.
