Raykh, A. et al / UMass Amherst
Os cientistas descobriram uma exceção às Leis da Termodinâmica: um líquido teimoso com a capacidade de “recuperar a sua forma”.
Uma equipa de investigadores da Universidade do Massachusetts Amherst, liderada pelo físico Anthony Raykh, identificou um fenómeno físico invulgar que desafia algumas expectativas tradicionais das Leis da Termodinâmica.
A descoberta, apresentada num artigo publicado na Nature Physics, envolve um líquido com a capacidade de “recuperar a sua forma”, que surpreendentemente adota uma configuração geométrica específica depois de ser agitado.
A mistura em questão é composta por água, óleo e partículas de níquel magnetizado. Tal como um molho de salada italiano, estes componentes requerem normalmente um processo de emulsificação — um fenómeno regido pela termodinâmica — para se misturarem.
No entanto, neste caso, o comportamento foi invulgar: depois de agitar a mistura, esta não só se separou como esperado, mas também adotou uma forma repetida e surpreendentemente estável.
E o mais surpreendente é que essa forma específica, semelhante a uma bigorna, reaparecia sempre, independentemente da intensidade da agitação.
Este comportamento chamou a atenção da equipa de professores do Departamento de Ciência e Engenharia de Polímeros da UMass Amherst, incluindo os professores Thomas Russell e David Hoagland, especialistas em materiais macios.
Juntamente com colegas das universidades de Tufts e Syracuse, realizaram simulações em computador e uma série de experiências para compreender o fenómeno.
A explicação reside na intensidade do magnetismo, explicam os autores do estudo num comunicado da UMass.
Em condições normais, as partículas adicionadas a uma mistura de óleo e água reduzem a tensão interfacial, facilitando a emulsificação. No entanto, neste caso, as partículas de níquel estavam tão fortemente magnetizadas que ocorreu o contrário: aumentaram a tensão na interface.
Este aumento da tensão interfacial impediu que os líquidos se misturassem como esperado e também induziu uma reorganização estrutural que forçou a mistura a adotar uma curva suave e simétrica.
A nível microscópico, as nanopartículas magnéticas atuaram como uma espécie de andaime dinâmico, reorganizando-se precisamente para formar a figura de “bigorna”, uma e outra vez.
Esta interação magneto-hidrodinâmica interfere com os mecanismos normais de emulsificação descritos pela termodinâmica, sugerindo que, em determinadas condições, é possível “dobrar” os seus princípios — sem os violar totalmente.
Embora não tenha sido identificada qualquer aplicação prática imediata para este fenómeno, os investigadores acreditam que poderá ter implicações relevantes no estudo da matéria mole e na conceção de novos materiais auto-montáveis.
