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(noticias nanowerk) «Los opuestos se atraen; «Cargas similares se repelen entre sí» es un principio fundamental de la física básica. Pero un nuevo estudio de la Universidad de Oxford, publicado en Nanotecnología de la naturaleza (“Una fuerza de largo alcance dependiente de la carga impulsa la disposición personalizada de la materia en solución”) ha demostrado que partículas con carga similar en solución pueden en realidad atraerse entre sí a largas distancias. Igual de sorprendente es que el equipo descubrió que el efecto difiere según el disolvente para partículas con carga positiva y negativa.
![Agrupación hexagonal de micropartículas.](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/id64766_1.jpg)
Estos resultados no solo refutan creencias arraigadas, sino que también tienen implicaciones directas para una variedad de procesos que involucran interacciones entre partículas e intermoleculares en diferentes escalas de longitud, incluido el autoensamblaje, la cristalización y la separación de fases.
El equipo de investigación del Departamento de Química de Oxford descubrió que las partículas cargadas negativamente se atraen entre sí a grandes distancias, mientras que las partículas cargadas positivamente se repelen entre sí, mientras que ocurre lo contrario con disolventes como los alcoholes.
Estos resultados son sorprendentes porque parecen contradecir el principio electromagnético central de que la fuerza entre cargas del mismo signo es repulsiva en todas las distancias.
Utilizando microscopía de campo brillante, el equipo rastreó micropartículas de sílice cargadas negativamente suspendidas en agua y descubrió que las partículas se atraían entre sí, formando grupos dispuestos hexagonalmente. Sin embargo, las partículas de sílice aminada cargadas positivamente no formaron grupos en agua.
Utilizando una teoría de interacciones de partículas que tiene en cuenta la estructura del disolvente en la interfaz, el equipo descubrió que, para las partículas cargadas negativamente en el agua, existe una fuerza de atracción que, a grandes distancias, supera la repulsión electrostática y conduce a la formación de grupos. Para las partículas cargadas positivamente en el agua, esta interacción relacionada con el disolvente es siempre repulsiva y no se forman grupos.
Se descubrió que este efecto dependía del pH: el equipo pudo controlar la formación (o no) de grupos de partículas cargadas negativamente variando el pH. Independientemente del valor del pH, las partículas cargadas positivamente no formaron grupos.
Naturalmente, el equipo se preguntó si el efecto sobre las partículas cargadas podría cambiarse de modo que las partículas cargadas positivamente formen grupos y las negativas no. Al cambiar el disolvente a alcoholes como el etanol, que tiene un comportamiento interfacial diferente al del agua, observaron exactamente eso: las partículas de sílice aminada cargadas positivamente formaban grupos hexagonales, mientras que la sílice cargada negativamente no.
Según los investigadores, este estudio implica una recalibración fundamental de la comprensión que dará forma a la forma en que pensamos sobre procesos tan diversos como la estabilidad de los productos farmacéuticos y de química fina o la disfunción patológica que acompaña a la agregación molecular en las enfermedades humanas. Los nuevos hallazgos también proporcionan evidencia de la capacidad de estudiar las propiedades del potencial eléctrico interfacial debido al solvente, tales como: B. su signo y magnitud, que antes se consideraban inmensurables.
El profesor Madhavi Krishnan (Departamento de Química de la Universidad de Oxford), que dirigió el estudio, dice: «Estoy realmente muy orgulloso de mis dos estudiantes de doctorado y de los estudiantes universitarios que trabajaron juntos para avanzar en este descubrimiento fundamental».
Sida Wang (Departamento de Química de la Universidad de Oxford), primera autora del estudio, dice: «Aún me resulta fascinante ver cómo estas partículas se atraen entre sí, aunque lo he visto miles de veces antes».
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