Un proceso controlado por contacto explica algunos cambios en la estructura de los materiales.
Dover, Delaware– Eche un vistazo dentro de la tapa de su pasta de dientes favorita. Es posible que vea residuos blancos y duros, una versión firme de la pasta suave que exprime en su cepillo.
Cementos, arcillas, suelos, tintas, pinturas e incluso pasta de dientes. Muchos materiales de pasta, también conocidos como suspensiones coloidales densas, se endurecen a medida que envejecen.
La dinámica estructural, o los cambios en las cargas que sufren los materiales con el tiempo, son en parte responsables de este cambio. Durante décadas, los expertos han sospechado que hay más cosas dentro de estos materiales.
Ahora, los investigadores han descubierto un proceso llamado envejecimiento controlado por contacto que explica algunos cambios relacionados con la edad en los materiales en pasta.
Ahora, el profesor y presidente de ingeniería química y biomolecular de la Universidad de Delaware, Eric Furst, y un equipo de investigadores de la Ecole des Ponts y la Universidad Paris-Est en Francia han descubierto un proceso llamado envejecimiento controlado por contacto que explica algunos cambios en la pasta relacionados con la edad.
Descubrieron que se forman contactos entre partículas, estabilizando la microestructura de estos materiales. Luego, esos contactos se endurecen, aumentando la rigidez de los materiales.
El equipo describió sus hallazgos en un artículo publicado en la revista Nature Materials.
«Cuando las personas piensan en el envejecimiento de los materiales y las propiedades mecánicas de los materiales a medida que envejecen, especialmente en reología o en el estudio de cómo fluyen las cosas, este mecanismo se ha visto eclipsado por los cambios en la organización o microestructura del material», dijo Furst.
Los investigadores utilizaron una variedad de métodos para explorar el envejecimiento en suspensiones de sílice y látex polimérico. Los experimentos iniciales mostraron que la microestructura de los materiales no cambia con el tiempo. Si las partículas no cambian de posición, pensó el equipo, entonces algo debe estar sucediendo entre ellas.
En experimentos anteriores, Furst ha utilizado pinzas láser, el uso de un rayo láser enfocado para manipular, doblar y romper estructuras microscópicas de partículas, que resultó ser la configuración experimental correcta para explicar este problema en particular.
Francesco Bonacci, entonces estudiante de doctorado en Francia, visitó UD para realizar experimentos con pinzas láser y estudiar la rigidez de los enlaces en los materiales de sílice y látex bajo investigación. Estos experimentos permitieron el descubrimiento del envejecimiento por contacto.
Experimentos adicionales sugirieron carácter genérico: es probable que los resultados se apliquen a una amplia variedad de suspensiones coloidales densas. Para Furst, este proyecto es un ejemplo del poder de colaborar con expertos de todo el mundo.
