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Principio básico de la física erróneo, dicen científicos de Oxford

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Principio básico de la física erróneo, dicen científicos de Oxford

“Las cargas opuestas se atraen; como cargas se repelen entre sí” es un principio fundamental de la física de larga data que quizás hayas escuchado en la escuela, pero que tu maestro puede haberse equivocado.

Investigadores del Departamento de Química de la Universidad de Oxford descubrieron que partículas con carga similar sumergidas en soluciones podían atraerse entre sí a largas distancias, dependiendo del disolvente utilizado y del signo de la carga.

El estudio fue publicado en la revista Nanotecnología natural.

Los investigadores creen que su estudio cambiará la forma en que los científicos piensan sobre procesos como la estabilidad de medicamentos y sustancias químicas o cómo se desarrollan ciertas enfermedades. También descubrieron una forma de medir las propiedades de la carga eléctrica causada por disolventes, algo que antes se pensaba imposible.

«Estoy muy, muy orgulloso de mis dos estudiantes de posgrado, así como de los estudiantes universitarios, que trabajaron juntos para avanzar en este descubrimiento fundamental», dijo el profesor de Oxford Madhavi Krishnan, quien dirigió el estudio.

Los científicos descubrieron que las micropartículas de sílice cargadas negativamente en solución podían atraerse entre sí.

Zhang Kang.

Los investigadores rastrearon micropartículas de sílice cargadas negativamente que estaban suspendidas en una solución y descubrieron que estas partículas en realidad se atraían entre sí, formando grupos dispuestos hexagonalmente.

«Todavía me resulta fascinante ver cómo estas partículas se atraen entre sí, incluso después de haberlas visto miles de veces», dijo Sida Wang, la primera autora del estudio.

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Aunque estas partículas cargadas negativamente se atraen entre sí, las partículas cargadas positivamente no.

Los científicos creen que el fenómeno es causado por una fuerza de atracción exclusiva del agua, que excede la repulsión electrostática habitual, lo que permite que se formen estos grupos.
Esta fuerza de atracción, sin embargo, no tiene ningún efecto sobre las partículas cargadas positivamente en el agua.

Los científicos descubrieron que podían manipular la formación de estos grupos variando el Ph (acidez). Sin embargo, independientemente del Ph, las partículas cargadas positivamente todavía no se atraían entre sí.

A lo largo del estudio, el equipo también se preguntó si el efecto sobre estas partículas cargadas podría verse alterado al cambiar el disolvente.

Cuando cambiaron la solución a alcohol en lugar de agua, observaron partículas de sílice cargadas positivamente formando estos grupos, mientras que las partículas cargadas negativamente no.

«Aquí demostramos experimentalmente que el disolvente desempeña un papel hasta ahora imprevisto pero crucial en las interacciones entre partículas y, lo que es más importante, que las interacciones en la fase fluida pueden romper la simetría de inversión de carga», escribieron los autores del estudio.

«Demostramos que en solución acuosa, las partículas cargadas negativamente pueden atraerse entre sí a largas distancias, mientras que las partículas cargadas positivamente se repelen entre sí. En disolventes que exhiben una inversión dipolar molecular neta en una interfaz, como los alcoholes, encontramos que puede ocurrir lo contrario. cierto: las partículas cargadas positivamente pueden atraerse entre sí, mientras que las partículas negativas se repelen.

Actualizado el 1/3/24 a las 6:14 a. m. ET: este artículo se ha actualizado con información adicional.