Sistema colloidale: particelle che se riscaldate si cristallizzano
I fisici hanno dimostrato come delle particelle all’interno di un sistema colloidale si disperdono con il buio e si cristallizzano con la luce.
Un processo che sembra andare contro i principi della fisica: i fisici usando la luce per riscaldare la miscela in un sistema colloidale sono stati in grado di bloccare le particelle in posizione e costringendole a raggrupparsi insieme, come se fossero congelate.
I ricercatori dell’Università di Cambridge hanno condotto degli esperimenti progettando un sistema colloidale costituito da acqua, polistirolo e piccole goccioline di olio.
Lo stato colloidale è uno stato di aggregazione caratteristico di dispersione all’interno di un’altra sostanza sotto forma di particelle generalmente amorfe.
Si sa che quando le particelle sono immerse in un ambiente in cui c’è una differenza di temperatura queste si muovono dai punti più caldi a quelli più freddi.
Se scaldassimo quindi le particelle d’olio in sospensione sulla superficie acquosa ci potremmo aspettare che il mix di molecole si muova per l’eccitazione verso le aree più fredde: quello che si chiama effetto Marangoni.
Quello che però hanno sperimentato gli scienziati del team è stato che dando energia con la luce al sistema di olio e acqua, un ciuffo di polistirolo è rimasto in posizione, fermo, come congelato.
Si è scoperto che il gradiente di calore prodotto dal polistirolo intrappolato crea un flusso nei due liquidi che aspira le altre particelle sospese tenendole ferme.
Per fare sciogliere questa tensione basta non fornire più energia: è bastato spegnere la luce.
La luce si sta dimostrando uno strumento piuttosto versatile per manipolare le particelle.
Questo esperimento dimostra come con la luce è possibile creare un magnete termico per i materiali sospesi e quindi diventare un elemento importante per le future micro macchine per la manipolazione molecolare.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Physical Review Letters.
- Controlled Optofluidic Crystallization of Colloids Tethered at Interfaces (journals.aps.org)
- Physicists Demonstrate a Weird Effect Where Heating Particles Causes Them to Freeze (sciencealert.com)
