María Eugenia Soto-Alcaraz, Víctor Alonso Camarena-Chávez, Alejandro Martínez Borquez, Rigoberto Castro-Beltrán, Marco Laurati y Ramón Castañeda-Priego
División de Ciencias e Ingenierías,
Campus León,
Universidad de Guanajuato

Durante siglos hemos intentado describir cómo se mueven los objetos que vemos y con los que interactuamos. Todo el tiempo estamos pendientes de un mundo macroscópico, pero ignoramos aquello que no podemos ver a simple vista sin imaginar el universo de información que nos estamos perdiendo: "de modo que lo que se ve, no fue hecho de cosas visibles". Es en este mundo microscópico donde nos encontramos con los coloides.

Los coloides son partículas tan pequeñas que representan la millonésima parte de un metro, estamos rodeados por ellos diariamente e incluso estamos compuestos de ellos. Se encuentran en la sangre, en diferentes fluidos del cuerpo y especialmente dentro y entre los fluidos de las células. De hecho, todos los procesos de la vida toman lugar dentro de sistemas coloidales, y esto sucede en los fluidos y secreciones normales del organismo. Además, podemos disfrutar de ellos en nuestras comidas: en la leche, en la mayonesa y en la cerveza. Algunos ejemplos de materia coloidal con la que interactuamos cotidianamente son las medicinas, cosméticos, pinturas y aerosoles. Si los mostramos como una caricatura, serían partículas dispersas dentro de un medio que tradicionalmente se le considera continuo, como el caso de un líquido. Estas partículas se mueven debido a fuerzas térmicas ocasionadas por las colisiones con las moléculas del medio y a las colisiones entre ellas mismas, exhibiendo un movimiento errático típicamente denominado “movimiento Browniano”.

¿Cómo ser capaces de observar y estudiar coloides de dimensiones tan pequeñas? Esto es posible gracias a la colaboración de la óptica estadística y los estudios de materia condensada blanda. La óptica se encarga del estudio de la luz y su interacción con la materia, mientras que el campo de la materia condensada blanda hace referencia a estudios de la estructura y la dinámica de materiales mesoscópicos, es decir, materiales cuyas componentes tienen dimensiones entre lo microscópico y macroscópico que tiene la capacidad de auto-ensamblarse y responder a estímulos externos.

El entendimiento y la manipulación de la luz ha permitido desarrollar instrumentos ópticos que van desde microscopios ópticos convencionales hasta aquellos denominados como confocales y de fuerza atómica, que ha permitido el desarrollo de técnicas de video microscopía digital y láseres. Estos instrumentos permiten en un laboratorio obtener información sobre la autoorganización y el transporte de los sistemas coloidales. Cuando observamos los coloides entendemos qué fuerzas afectan su movimiento y sus propiedades físicas, esto ayuda a describir cómo interactúan las macromoléculas, como el ADN o diferentes polímeros ayudando a manipularlas, lo cual aportará avances en biotecnología para mejorar tratamientos médicos y procesos de manufactura de productos comerciales.

En los laboratorios de Materia Condensada Blanda y Biofotoacústica se desarrollan, mediante el uso de láseres, diferentes geometrías en las cuales es posible depositar estos coloides para estudiar su comportamiento, siendo observados a través de microscopios de fuerza atómica y sistemas confocales, se espera que después de estas investigaciones sea posible la manipulación de los coloides en sistemas microfluídicos que simulen incluso procesos biológicos.

 

Fecha de publicación: 6 de junio de 2019.

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