A ideia de congelar partículas aquecendo-as é contra-intuitiva, para dizer o mínimo. Mas os físicos mostraram como misturas especialmente projetadas "derretem" no escuro, mas cristalizam no momento em que as luzes se acendem, graças à sua atividade térmica única.

Em vez de fazer as partículas ricochetear e espalhá-las, os pesquisadores mostraram que, usando a luz para aquecer a mistura, eles foram capazes de travar as partículas no lugar e forçá-las a se agruparem, como se estivessem congeladas.

Pesquisadores da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, realizaram seus experimentos em um colóide feito de água, poliestireno e pequenas gotículas de óleo revestidas de DNA para entender melhor a dinâmica que ocorre entre eles quando aquecidos pela luz.

Como seu professor de física do ensino médio uma vez o perfurou, as partículas suspensas em um gradiente de temperatura fluem dos pontos quentes para os mais frios.

Portanto, é lógico que, se aquecermos as suspensões de óleo, concentrando-nos na fronteira com seus arredores aquosos, você esperaria que a mistura de moléculas balançasse de excitação, batendo e abrindo caminho em direção às áreas mais frias e fazendo com que os fluidos se movessem .

Existe até um termo para esse fluxo de óleo e água; a Efeito marangoni.

Simplificando, a tensão superficial contrastante entre óleo e água torna cada um suscetível a variações de temperatura de maneiras ligeiramente diferentes, forçando suas partículas a se espalharem.

Para estudar o efeito da luz nas suspensões de gotículas, o físico da matéria mole Alessio Caciagli e sua equipe revestiram bolhas de óleo de 20 a 30 micrômetros de largura em um polímero que foi fortemente polvilhado com fitas simples de DNA.

Essas bolas de óleo difusas foram então combinadas em uma suspensão com esferas de poliestireno com cerca de meio micrômetro de diâmetro. O DNA conectou o poliestireno à superfície externa das gotas de óleo, então, quando o supplies foi suspenso na água, formou um colóide fracamente ligado.

Então a verdadeira diversão começou. O brilho de uma luz na interface entre o óleo e a água fez com que um único aglomerado de poliestireno se assentasse no lugar, preso por efeitos ópticos bem conhecidos.

Aproveitando o brilho do laser, a temperatura do poliestireno aumentou cerca de 5 graus Celsius, criando um gradiente de calor contra a água circundante.

Normalmente, o efeito Marangoni deve ser suficiente para espalhar as esferas de poliestireno e enviar o colóide aos pedaços.

Mas amarrado por uma malha nebulosa de fios de DNA, o poliestireno, em vez disso, derivou mais perto juntos na superfície da gota de óleo.

Acontece que o gradiente de calor produzido pelo poliestireno aprisionado cria fluxo nos dois líquidos que sugam as outras partículas suspensas.

O resultado é uma cristalização peculiar de partículas coloidais desencadeada pelo calor de um feixe de luz. Para derretê-los, basta escuridão.

Dê uma olhada no clipe abaixo.

Embora não seja o que esperávamos, toda a física parece bastante fundamental e foi testada pelos modelos da equipe.

A luz está provando ser um instrumento bastante versátil para manipular partículas. Como a infinita miniaturização da tecnologia exige ferramentas cada vez mais precisas para puxar e cutucar materiais minúsculos, nos inspiramos a inventar equivalentes em nanoescala de fórceps e martelos com base nos efeitos complexos que a luz tem sobre a matéria.

Usar as propriedades ópticas de um laser para criar um 'ímã de calor' para materiais suspensos é apenas mais uma maneira de um dia reunirmos as máquinas de escala molecular de amanhã.

Esta pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física.

Este artigo foi baseado em uma publicação em inglês. Clique aqui para acessar o conteúdo originário.