Un estudio realizado por físicos chilenos y publicado en la revista científica Physical Review Letters, sugiere que una propiedad universal explicaría tres tipos de comportamiento de la materia activa al estar en contacto con una superficie.
Se llama materia activa a un organismo que consume energía del medio para transformarla en movimiento o en fuerzas mecánicas. Algunos ejemplos son las bacterias, los biopolímeros, o incluso las bandadas o bancos de peces. La mayoría de los ejemplos de materia activa son de naturaleza biológica.
La publicación es el resultado de un trabajo teórico computacional que duró 18 meses, y fue ejecutado en el cluster informático del Departamento de Física (DFI) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile. El instrumento de 96 núcleos Xeón reveló que la materia activa estudiada, al estar en contacto con una superficie, se comporta de tres maneras diferentes.
«Estamos frente a algo muy interesante. Si continuamos por esta vía podremos corroborar que estamos ante una propiedad universal. Los alcances de investigación están en sus primeras etapas», explica Rodrigo Soto, académico de la FCFM y Director del Núcleo Milenio de Física de la Materia Activa.
«Por materia activa entendemos cualquier organismo que tome energía del medio para transformarla en movimiento, por ejemplo, las bacterias toman nutrientes del medio, en el cual están inmersos, y dichos nutrientes los transforman en energía que les permite moverse», explica Nestor Sepúlveda, Doctor en Física e investigador adjunto del Núcleo.
Bacterias y aplicaciones médicas
La investigación propone que los tres tipos de interacción son universales y están presentes en todos los tipos de materia activa. Sepúlveda explica que los resultados podrían ayudar a comprender de qué manera las bacterias de un líquido son capaces de agruparse en superficies, generando problemas de contaminación, como en los utensilios médicos, por ejemplo. Aplicando estos conocimientos se puede facilitar los procesos de asepsia y controlar la contaminación en procesos quirúrgicos.
«En primer lugar, si los elementos tienden a ser muy persistentes (es decir, viajan por mucho tiempo en la misma dirección), se agrupan formando una capa uniforme en la pared, de un grosor que puede ser controlado. En segundo lugar, si son un poco menos persistentes, formarán grupos separados entre sí de manera periódica, como si fueran gotas. Y en última instancia, si los elementos son muy poco persistentes y cambian de dirección fácilmente, entonces no se pegan a la pared», detalla Sepúlveda.
La importancia de encontrar una propiedad universal es que permite explicar muchos sistemas diferentes con una sola teoría. De esta forma se puede «contribuir en distintos procesos, desde la asepsia médica hasta la limpieza de superficies más mundanas, como el vidrio… Podría tener una veta industrial en el futuro», explica el Doctor Rodrigo Soto.
Para los autores esta línea de investigación es prometedora. «Nos gustaría encontrar otros sistemas que también presenten un comportamiento similar en el mojado de una pared. Adicionalmente, nos gustaría indagar en los tiempos de residencia de las partículas en estas gotas, esto es relevante pues, por ejemplo, si los tiempos son grandes les permite a las bacterias desarrollar biofilms, los que son muy resistentes y difíciles de remover», concluye Sepúlveda.
El Ciudadano
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