Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han descubierto que ciertos materiales blandos, como geles y lociones, pueden retener «memorias» de su proceso de mezcla durante períodos más prolongados de lo que se había asumido anteriormente. Este hallazgo podría tener implicaciones significativas en la fabricación y calidad de productos de uso cotidiano como geles para el cabello, lociones y cremas de afeitar.
Los geles y lociones se crean al mezclar ingredientes hasta formar una sustancia uniforme y estable. Sin embargo, incluso después de que un gel ha sido formulado y ha alcanzado su estado final, puede conservar tensiones residuales que se originan durante el proceso de mezcla. Con el tiempo, estos materiales pueden ceder a las tensiones internas y regresar a un estado previo, lo que explica por qué algunas lociones se separan y se vuelven más líquidas con el tiempo.
Memoria mecánica en materiales blandos
Crystal Owens, una investigadora postdoctoral en el laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT, ha desarrollado un método sencillo para medir el grado de estrés residual en los materiales blandos después de su mezcla. Este nuevo protocolo utiliza un reómetro de banco, un instrumento que permite medir con precisión las tensiones internas de los materiales al aplicar fuerzas controladas.
Durante su investigación, Owens analizó cómo los geles, al ser mezclados en una dirección específica, retienen una memoria de esa dirección incluso después de haber alcanzado un estado estable. Este fenómeno puede explicar las variaciones en la calidad y comportamiento de diferentes lotes de productos cosméticos o alimentarios, incluso si han sido fabricados bajo condiciones idénticas.
La investigación ha demostrado que los materiales clasificados como «materiales vidriosos blandos» poseen propiedades tanto de sólidos como de líquidos. Estos materiales, que pueden ser vertidos como un líquido pero mantienen su forma como un sólido, se encuentran en un delicado equilibrio que les permite retener tensiones internas durante períodos prolongados. Owens se pregunta: «¿Cuánto tiempo pueden estos materiales mantener su estado sin relajarse completamente?»
La capacidad de un material para «recordar» la dirección y el tiempo de su mezcla es crucial para comprender su comportamiento a largo plazo y podría ayudar a los fabricantes a diseñar productos que sean más duraderos y fiables.
Owens también ha desarrollado un modelo que permite predecir cómo un material puede cambiar con el tiempo en función del estrés residual que contiene. Esta herramienta podría ser utilizada para crear materiales con «memoria a corto plazo», lo que les permitiría ser más estables durante períodos más largos. Un área donde se podría aplicar este conocimiento es en la mejora de la calidad del asfalto, donde el estrés residual podría contribuir a la formación de grietas en las carreteras.
La investigación de Owens y su equipo abre nuevas vías para la ciencia de materiales, sugiriendo que la manipulación de tensiones residuales en la producción podría tener un impacto significativo en la durabilidad y el rendimiento de los productos que utilizamos a diario.
