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1 de Mayo de 2012
Materiales

Nuevos estados marginales

Los medios granulares pueden comportarse como un sólido o como un líquido. En la frontera entre ambos estados, despliegan un comportamiento no lineal de sorprendente riqueza.

J. ZHANG & R. BEHRINGER, UNIVERSIDAD DE DUKE

Todo lo que nos rodea se desmorona. La espuma de un capuchino parece sólida, pero, si la revolvemos un poco, cambiará de forma irreversiblemente. Cuando caminamos por la playa, la arena se comporta como un sólido, pero al vaciarla de los zapatos su comportamiento se asemeja más al de un líquido. Estos ejemplos indican que la mecánica de los materiales blandos desordenados puede entenderse en términos de estados atascados, similares a los de un sólido, o desatascados, aquellos en los que el material fluye con libertad. En fecha reciente, sin embargo, Dapeng Bi, de la Universidad Brandeis, y sus colaboradores han demostrado que dichos materiales pueden adoptar, además, otras configuraciones.

El comportamiento híbrido de la arena y las espumas ha fascinado a los físicos desde hace decenios. Este queda plasmado en un diagrama de fases propuesto en 1998 por Andrea Liu y Sidney Nagel, el cual parte de la idea de que el estado mecánico de una gran variedad de materiales (como medios granulares, pastas, espumas y emulsiones) se encuentra determinado por la densidad del empaquetamiento de sus constituyentes (granos, burbujas o gotas). Un empaquetamiento compacto se encontrará atascado; una disposición suelta se considera desatascada, y, cuando las partículas que constituyen el material apenas se tocan, decimos que se trata de un estado marginal. Pensemos en la mayonesa, una emulsión de pequeñas gotas de aceite en un medio acuoso. Solo tras añadir el aceite suficiente, las gotas comenzarán a tocarse y la salsa adquirirá la consistencia adecuada.

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