Según los científicos del Instituto de Tecnología Technion-Israel, medir una gota de agua con una resolución comparable a la escala de un solo átomo revelará que la interfaz de la gota se comporta como un mar tempestuoso en miniatura. Las olas en este océano generalmente se refierencomo "ondas capilares térmicas" y existen incluso si la gota se ve, a simple vista, como en reposo.
Usando ese conocimiento, los científicos desarrollaron tecnología para analizar la dinámica térmica capilar en una gota de agua. El avance algún día podría conducir a una nueva generación de sensores médicos que puedan identificar células anormales.
Los hallazgos del estudiante graduado Shai Maayani y el profesor Tal Carmon de la Facultad de Ingeniería Mecánica de Technion se publican en óptica .
La medición de las ondas térmicas capilares, realizada por el Sr. Maayani, fue posible al convertir la gotita de agua en un dispositivo que los investigadores llamaron un "resonador optocapilar". El dispositivo se utilizó para introducir luz en una gotita de agua para registrarel movimiento térmico capilar en su interior. Ser capaz de medir con precisión esta actividad significa que también podría ser posible soportar un intercambio de energía controlado entre la luz y las ondas capilares en la gota.
"La superficie de una gota de agua se mueve constantemente, debido a lo que se llama 'movimiento browniano' o 'movimiento térmico'", dijo el profesor Carmon. "El movimiento térmico en la superficie externa de una gota de agua afecta muchos procesos,incluyendo la ruptura de una sola gota en muchas gotas más pequeñas "
Los investigadores experimentaron con lo que se denominan "oscilaciones capilares" en una gota de agua. Estos movimientos se rigen por la tensión superficial del agua, la fuerza que da forma a una gota de agua. Las gotas de agua son una estructura fundamental de líquido autocontenidocasi por completo por superficies.
En su experimento, los fotones partículas de luz se limitaron a circular a lo largo de la línea ecuatorial de la gota, a una profundidad de 180 milmillonésimas de metro. Estar tan cerca de la interfaz de caída, que aloja las ondas capilares térmicas, permitió la grabaciónEste movimiento térmico del agua.
Según los investigadores, una vez dentro de la gotita de agua, la luz circula hasta 1,000 veces alrededor de la circunferencia de la gotita, lo que ayuda a medir las ondas capilares. La cantidad de veces que circula la luz se llama 'finura óptica' y puede serse usa para monitorear los movimientos hasta el tamaño de 1/1000 de la muy pequeña longitud de onda de la luz.
"Las cavidades optocapilares pueden soportar un intercambio de energía controlado entre la luz y los capilares", explicaron los investigadores.
Cuando las ondas de luz y las ondas de agua co-resuenan de ciertas maneras, cuando se cruzan entre sí, puede haber un intercambio de energía entre los dos tipos de ondas. Los datos de esa interacción podrían usarse para desarrollar una nuevatipo de sensor. Por ejemplo, si una célula biológica se coloca en una gota de agua, la reacción de la célula a las ondas, ya sean ondas de luz, agua o sonido, puede revelar información sobre la naturaleza de la célula.
"Según la reacción de una célula a la luz, el agua y / o las ondas sonoras, algún día podría ser posible con el resonador optocapilar determinar si una célula es normal o una célula cancerosa maligna", concluyeron los investigadores.
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Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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