Una simple gota de aceite es capaz de generar movimientos propios de un elemento inteligente a partir del diferencial de pH del sistema y de la tensión superficial de su masa.
Hace cuatro años, en la Universidad Northwestern de Illinois –EEUU–, tuvo lugar una demostración insólita con una gota de aceite como protagonista. Dicha experiencia trataba de demostrar las posibles cualidades inteligentes de una minúscula masa amorfa de aceite para encontrar el camino correcto de salida de un laberinto. Lo más sorprendente del experimento fue comprobar cómo la masa de aceite fue capaz de tomar decisiones propias de gotas inteligentes para navegar de un extremo a otro del laberinto hasta encontrar la salida.
Evidentemente, la demostración de las habilidades de estas gotas inteligentes esconde un as en la manga, que explica el sorprendente comportamiento de esta masa inerte. Se trata de una cuestión puramente físico-química, consistente en generar un gradiente de pH en todo el sistema. Para ello, se aplicó una solución alcalina de hidróxido de potasio a todo el recorrido del laberinto y una porción de gel empapado en ácido clorhídrico en el punto de salida. Fruto del gradiente de pH que va extendiéndose por todo el sistema, se produce un diferencial en la tensión superficial de la masa de la gota, que hace que esta avance por el sistema impulsada por el gradiente de pH hasta la salida, donde se encuentra el gel.
Desde el punto de vista del espectador resulta casi increíble comprobar cómo una simple gota de aceite es capaz de tomar decisiones propias acerca del camino a tomar hasta el punto de salida, e incluso ver cómo en algún momento de la grabación llega a pararse y retroceder para rectificar su trayectoria. En cambio, a nivel de laboratorio se trata de un proceso predecible perfectamente diseñado a partir de la codificación de la geometría de un trazado más o menos simple y el uso de reacciones químicas.
No obstante, Cira y Manu Prakash, dos investigadores de la Universidad de Standford en California –EEUU–, han ido más allá en el abanico de posibilidades que puede ofrecer la programación de las habilidades de las gotas inteligentes. Para ello han estado experimentando con un fenómeno muy similar al explicado anteriormente. En este caso, los investigadores han estado probando con un grupo de masas amorfas tintadas con colorante alimentario capaces de empujarse unas a otras, generando movimientos en una u otra dirección en función de su tensión superficial.
Incluso han podido diseñar sencillas máquinas articuladas por estas gotas inteligentes, capaces de generar movimientos circulares u oscilaciones por la interacción entre las distintas masas. El resultado de estos trabajos tiene una clara aplicación directa dentro del campo de los microfluidos, donde se bombean sustancias químicas a través de canales microscópicos para generar un movimiento determinado dentro de un sistema.
Fruto de las conclusiones extraídas del trabajo realizado, Cira y Manu Prakash han editado un vídeo de presentación para la Galería de Movimiento Fluido de la Sociedad Física Americana.
Imágenes | vía Flickr –Frederic Rivollier–
