Un certo tipo di goccioline d'olio cambia forma quando si raffredda e si restringe:da sferica, a icosaedrica, a esagonale piatta. Due teorie in competizione non potrebbero spiegare completamente questo, ma ora, una Physical Review Letter di Ireth García-Aguilar e Luca Giomi risolve il mistero.

È stata una scoperta accidentale. I ricercatori bulgari dell'Università di Sofia stavano studiando piccole goccioline oleose di alcani nell'acqua, stabilizzato con molecole tensioattive simili a sapone. "Sono simili alle goccioline di emulsione nella maionese, "dice Luca Giomi, "e in aggiunta, sono racchiusi in un monostrato congelato di molecole di alcani e tensioattivi."

Quando i bulgari giocavano con loro, capirono che stava succedendo qualcosa di speciale. Quando la temperatura si è abbassata, le goccioline si sono spostate da forme sferiche ordinarie a forme strane, forme icosaedriche simili a cristalli. A temperature ancora più basse, si trasformarono in rombi o esagoni a quattro lati, con tentacoli crescenti agli angoli.

Più o meno nello stesso periodo, un altro gruppo alla Bar-Ilan University in Israele guidato da Eli Sloutskin, un coautore di questa lettera, ha fatto osservazioni simili e si è inoltre reso conto che le goccioline piccole erano più inclini a cambiare forma rispetto alle goccioline grandi.

Esotico

"Questo è stimolante, è molto esotico e qualcosa che non ti aspetteresti, " dice Giomi. Normalmente, i fogli elastici di grandi dimensioni sono più flosci e più inclini a piegarsi rispetto ai fogli piccoli. "Si può verificarlo tenendo un foglio di carta su un lato:un foglio A4 si piegherà immediatamente sotto il suo stesso peso, ma un foglio più piccolo, un tale francobollo, rimarrà dritto. Più grande è il foglio, maggiore è la coppia che sperimenta, più facile si piega."

Lo stesso gruppo dell'Università di Sofia ha avanzato una teoria in cui uno speciale strato sottile sotto lo strato di tensioattivi provoca i bordi, "ma dopo, immagini dettagliate di microscopia dal laboratorio di Sloutskin, non ho visto un tale strato, "dice Giomi.

Per spiegare le trasformazioni di forma e l'anomala dipendenza dalle dimensioni, I fisici di Leida hanno dovuto includere nel loro modello quattro diversi ingredienti:tensione superficiale, gravità, difetti e curvatura spontanea. Quest'ultimo è un effetto della forma delle molecole che formano lo strato solido. Quando lunghe molecole sono impilate come fiammiferi in una scatola, l'interfaccia è piatta, ma quando una delle estremità delle molecole è più grassa dell'altra, la membrana risultante può avere una curvatura preferita.

Tentacoli strani

Mentre i difetti e la gravità tendono a piegare le goccioline, la tensione superficiale tende a ripristinare la forma sferica. Ma, in presenza di curvatura spontanea, questo effetto diventa più debole man mano che le goccioline diventano più piccole, rendendo così le piccole goccioline soggette a sfaccettatura. Questo spiega il misterioso comportamento, i ricercatori scrivono in un articolo su Physical Review Letters.

Resta da spiegare una cosa, tuttavia:gli strani tentacoli che si sviluppano alle temperature più basse. "Ma abbiamo idee, "dice Giomi.

Questo tipo di ricerca è fondamentale e guidato dalla curiosità, Aggiunge. Però, il comportamento delle cellule viventi è sempre fonte di ispirazione. "Le cellule biologiche hanno una straordinaria capacità di cambiare forma in circostanze diverse".

Uno dei temi di ricerca di Giomi è come le cellule tumorali riescono a separare il loro tumore principale e migrare all'interno del corpo per formare metastasi mortali. Giomi:"Le cellule tumorali devono subire drastici cambiamenti di forma per poterlo fare". Capire come semplici oggetti di dimensioni micron possono regolare autonomamente la loro forma può essere fondamentale per decifrare questi processi.