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CON EL APOYO CONACYT

Estudian en la UG la "Materia Blanda Coloidal”

Estudian en la UG la "Materia Blanda Coloidal”

Guanajuato, Gto. En la Universidad de Guanajuato, en la División de Ciencias e Ingenierías se encuentra el Laboratorio de Síntesis y  Caracterización de Materiales Blandos, en donde actualmente se desarrolla el proyecto de ciencia básica con apoyo CONACYT denominado “Materia Blanda Coloidal”.

“La biología, la química, la ingeniería química y la física, entre otras, son disciplinas interesadas en una parte de la mecánica estadística denominada fluidos complejos en la que especialmente se dan intereses multidisciplinarios”. Dr. Ramón Castañeda

El Dr. Ramón Castañeda trabaja en el área de física conocida como mecánica estadística, área que se empezó a cultivar en el aquel entonces llamado Instituto de Física en 1993; con el paso del tiempo, se dan importantes procesos de crecimiento con la incorporación de más físicos teóricos.

"La física es una ciencia fáctica" - explica el Dr. Castañeda- y eso no lo debe perder de vista el físico teórico, por lo que es importante asomarse al experimento y "preguntarle a la naturaleza su comportamiento".

A partir de esas ideas, se comenzó a pensar en tener un complemento desde el punto de vista experimental y abrir con esto nuevas áreas de oportunidad para los estudiantes y tener mayores alternativas, no nada más una componente teórica, sino también una componente experimental, con la intención de ser más competitivos y tener posibilidades de generar más conocimiento, lo que les da una formación integral a los estudiantes.

Alrededor del 2002 y el 2004, se comienza a gestar dentro del grupo de físicos teóricos especialistas en la mecánica estadística, la idea de la componente experimental. En base al trabajo que han venido realizando estos diferentes teóricos de la física,  se concluyó que el campo principal en el que se desplegarían las posibilidades de experimentación sería dentro del campo de la materia consensada blanda, término que se acuñó por el premio nobel francés  Pierre-Gilles de Gennes en 1991.

El Dr. Castañeda explicó a UG-comunica que la materia condensada blanda la podemos observar directamente en la vida diaria, además, en sus numerosas aplicaciones en diferentes aspectos de la sociedad como es en salud y medicina; en energía e incluso el petróleo que es el energético más importante en la actualidad. Estos materiales son importantes también en áreas relevantes de los procesos de innovación tecnológica como es la industria de la pintura, la industria de los alimentos como el yogurt, el queso y las gelatinas.

¿Qué propiedad interesante y específica se observa en la materia condensada blanda? El investigador nos afirmó que debido a que sus componentes moleculares son muy pequeñas, del tamaño de 10 veces menor que el grosor del cabello y aun más pequeños, a niveles de  nanómetros y micras, se auto-ensamblan, es decir, que bajo ciertas condiciones físicas de temperatura, densidad, etc. estos objetos se auto-ensamblan formando estructuras diversas. Esta característica se observa en el queso y la leche por ejemplo, ya que en su base son casi los mismos materiales, pero su comportamiento ante diferentes condiciones los hace comportarse diferente.

La investigación sobre la materia condensada blanda en física no distingue entre la organización de la vida y lo inorgánico, más si considera las condiciones y características que les afectan, entonces, se puede estudiar en el mundo vivo desde  la célula y el cerebro, como los geles y los vidrios, todos ellos conformados por materia condensada blanda.

De aquí que el grupo de investigadores teóricos del Cuerpo Académico de mecánica estadística de la División de Ciencias e Ingenierías del Campus León se diera a la tarea de trabajar en una propuesta teórico-experimental.

En particular, se comenzó a promover la formación de un laboratorio experimental y el primer aporte que se recibió fue  por parte de la propia Universidad de Guanajuato en 2005 con recursos institucionales con aproximadamente $100,000 pesos, con lo que el cuerpo académico comenzó a conformarlo. Sobre todo, el grupo de científicos teóricos de nuestra casa de estudios se asesoró y colaboró con especialistas nacionales e internacionales para estructurar adecuadamente los componentes del laboratorio.

Más adelante, se genera un proyecto de ciencia básica con el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT-2008) con lo que logró montar un dispositivo denominado "dispositivo de dispersión de luz del campo cercano", con el que mediante el uso de la luz se caracterizan las propiedades moleculares de los sistema coloidales, utilizando fenómenos ópticos para observar cómo se organizan las moléculasen el espacio.

“Los materiales  blandos son un elemento común entre los diferentes grupos de investigación de la DCI: los que hacen biofísica; los que trabajan con cultivos celulares (que son materia blanda); los ingenieros que trabajan con biomateriales como el hueso (materia blanda); los físicos que trabajan con óptica cuántica que requieren dispersar la luz con cristales fotónicos (que están hechos  de materia blanda), etc. De esta forma se pensó en el laboratorio como un espacio que de servicio a toda la comunidad de la DCI”. Dr. Ramón Castañeda

Actualmente, con un apoyo del CONACYT y la Universidad de Guanajuato dentro de la convocatoria de infraestructura del 2013 se logran adquirir equipos altamente especializados como el Microscopio confocal AFM-Raman, con el que se hace un barrido en forma vertical, reconstruyendo tridimensionalmente los objetos observados, con resolución de 250 nanometros, tamaño típico de las moléculas que componen a varios materiales de la materia blanda.

Con estos y otros componentes computacionales y experimentales, se puede caracterizar la materia condensada blanda y obtener todas sus propiedades  macroscópicas, que son las que les permite entender cómo se auto-ensamblan las moléculas y comprender los cambios que se producen en la materia blanda a partir de las condiciones termodinámicas a las que está sujeta.  De esta forma, los especialistas y los estudiantes interesados en estos tópicos ahora se encuentran en posibilidades de realizar la modelación teórica y la experimentación molecular, realizando estudios integrales que les permite modificar y dirigir cambios moleculares en una gran variedad de materiales acorde a las necesidades de la sociedad.       

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