• El desarrollo de ciencia básica es fundamental, dijo el coordinador del laboratorio, Adrián Arturo Huerta Hernández 
• “Es importante hacer experimentos y que nos pongamos a pensar qué está pasando en cada fenómeno”, destacaron estudiantes 

Gerardo González, Adrián A. Huerta, Víctor H. Vázquez, J. Gustavo Vázquez y Marcos Suárez en la fachada del laboratorio

Karina de la Paz Reyes Díaz 

30/04/19, Xalapa, Ver.- La formación del queso, del cristal de sal, la cristalización o vitrificación del azúcar, incluso las diferencias entre el hielo y la nieve, son algunos ejemplos de la materia de estudio en el Laboratorio de Materiales Blandos, Simulación y Cálculo Numérico (LMBSyCN), adscrito a la Facultad de Física de la Universidad Veracruzana (UV). 

Se trata del escenario donde investigadores y estudiantes de licenciatura y posgrado trabajan, a través del desarrollo y estudio de modelos, para entender el comportamiento de transiciones de fases en equilibrio y fuera de él, las cuales son conducidas, principalmente, por interacciones entrópicas. 

“Si yo comparo la dureza del hielo, de los cristales de sal o de un caramelo con la suavidad del queso, un algodón de azúcar o la nieve, el contraste es bastante claro, de ahí el término de ‘materiales blandos (o suaves–soft matter), cuyas fases están conducidas, básicamente, por las interacciones de origen entrópico que compiten con las interacciones energéticas que producen la dureza de la estructura en las fases como la del hielo, el cristal de sal o el caramelo”, expuso el fundador y coordinador del Laboratorio, Adrián Arturo Huerta Hernández. 

El científico, adscrito a la Facultad de Física, explicó que el LMBSyCN tiene sus antecedentes en 2010, con la motivación de que bajo ciertas condiciones diferentes sistemas “solidifican” por razones aparentemente poco relacionadas. Planteamientos como congelamiento, arresto dinámico, movimientos cooperativos, transición no-ergódica, efecto de caja, vitrificación-gelación y coagulación se usan para indicar que dichos fenómenos describen estados con vida media muy larga. 

Sin embargo, poco se sabe respecto a cómo describir adecuadamente el efecto de solidificación en sistemas reales donde es difícil identificar las interacciones de origén entrópico. Tal planteamiento permite destacar por qué el desarrollo de la ciencia básica es fundamental, subrayó el entrevistado. 

Retomó a Pierre-Gilles de Gennes para citar que dos características de los materiales blandos son: la complejidad y la flexibilidad de sus configuraciones y estructuras. 

Asimismo, citó una serie de experimentos y observaciones de estudiantes que trabajaron en los inicios del laboratorio, como el  experimento de hidrogel desarrollado por Ruth Bustos y Natalia Trujillo (en calidad de ayudantes de investigador y hoy egresadas de la Facultad) que culminó con la tesis de Ariam Mora Hernández titulada “Estudios de los mecanismos de congelamiento para algunos modelos de la materia condensada confinados a dos dimensiones”, u otros que versan sobre medios granulares confinados mediante un dispositivo para que el movimiento de dichas partículas granulares ocurra aproximadamente en dos dimensiones, usando para ello una caja de acrílico diseñada en el propio laboratorio. 

Actualmente, éste se encuentra en formación y los apoyos para equiparlo han sido otorgados por el Programa para el Desarrollo Profesional Docente (Promep) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), a través los proyectos “Simulación por computadora de sistemas de interés para la física estadística” y “Estudio computacional y experimental de los mecanismos involucrados en las transformaciones de fases en fluidos confinados a dos dimensiones”, respectivamente, de los cuales el propio Adrián Arturo Huerta ha sido responsable. 

El entrevistado destacó que entre los objetivos que tienen planteados para el LMBSyCN está consolidarlo como un laboratorio de investigación en el área de materia blanda, así como desarrollar investigación básica y aplicada con la participación de académicos, colaboradores, visitantes, estudiantes de licenciatura, maestría y servicio social. 

A propósito, es pertinente mencionar que este laboratorio ha tenido colaboraciones de científicos nacionales y extranjeros: sobre simulación y teoría de líquidos, Andrij Trokhymchuk y Taras Bryk , del Departamento de Teoría de Soluciones del Instituto de Física de la Materia Condesada de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania; acerca de la dinámica de parículas, Yasmine Meroz, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Harvard, y Alessandro Taloni, del Instituto de Energéticos de Milán, Italia. 

Sobre pinzas ópticas han colaborado los científicos Karen Volke y Alejandro Vásquez, del Laboratorio de Micromanipulación Óptica del Instituto de Física de la Universidad Nacional Autónoma de México (IFUNAM); en lo que se refiere a espumas y sistemas complejos, Amir Maldonado de la Universidad de Sonora y Gerardo García Naumis del IFUNAM, respectivamente. 

El científico remarcó que se trata de un campo rico en el que pueden incursionar químicos, médicos, matemáticos, entre otros perfiles, pues se trata de temas de interés e importancia para la industria farmacéutica, de alimentación, polímeros, incluso del propio petróleo y sus derivados. “El concepto de entropía es muy importante también para la contaminación y sustentabilidad, porque si hay un contaminante que se dispersó –como una gotita de tinta que se dispersa en el agua–, uno quisiera volverla a juntar y limpiar donde se haya dispersado”. 

Cabe remarcar que el laboratorio opera en el nivel de estudiar modelos que permitan entender el comportamiento de fases de los sistemas confinados o de baja dimensionalidad (cercanos a una o dos dimensiones) que podrían ser de importancia; por ejemplo, para el estudio de partículas confinadas en interfases, superficies o canales; también en el interior de las células de una hoja o una membrana. 

Esto tiene destacado valor en la formación de los estudiantes de licenciatura y posgrado de la Facultad de Física, pues fomenta no que aprendan los conceptos teorícos relacionados, sino que a través de los experimentos los entiendan y eventualmente se pueda buscar alguna propuesta de solución a algún problema particular, “porque si no los entendemos en la realidad, cómo vamos a recuperar, por ejemplo, los aceites o los contaminantes que se dispersan sobre superficies o canales”. 

De ello, compartieron algunos de los estudiantes que forman parte del LMBSyCN, como José Gustavo Vázquez Espinosa, quien actualmente estudiante de la Maestría en Física e ideó un aparato experimental de medios granulares cuando realizaba su servicio social de la Licenciatura en Física y un modelo que fueron parte de su trabajo de tesis. 

“Es bastante grato, debido a que conozco y entiendo mejor las cosas. Estos movimientos microscópicos de las partículas que conforman la materia y que se llevan a cabo constantemente en su interior, como es el movimiento browniano y su analogía que observamos en los medios granulares macroscopicamente”, compartió el universitario. 

Víctor Hugo Vázquez Herrera, también estudiante de la Maestría en Física, colabora en el ámbito de simulaciones desde que estudiaba la licenciatura, lo cual le ha facilitado comprender temas del posgrado, “porque luego hay problemas que implican un análisis de diferente forma mediante cómputo científico”. Además, le ha apoyado para aprender nuevos métodos, como la dinámica molecular u otros sistemas. 

Por su parte, Gerardo González Navarrete, también estudiante de la maestría, apoya en el laboratorio para organizar las prácticas y experimentos que ahí se desarrollan (ya sea de divulgación o los que emprenden los estudiantes de licenciatura y maestría). Su paso por esta entidad le ha permitido entender que una cosa es tener determinado conocimiento teórico y otra adquirir el aprendizaje que te deja la elaboración de un experimento. 

“Hay cosas que la teoría no te puede enseñar”, remarcó el estudiante de posgrado. “Es importante hacer experimentos y que nos pongamos a pensar qué está pasando en cada fenómeno”. 

El académico de la Facultad de Física añadió que entre 2012 y 2015 fueron publicados un par de artículos con resultados de las tesis de dos estudiantes de la licenciatura: Virginia Carrasco Fadanelli y Demetrio Tejeda, respectivamente. En el caso de la primera, ahora se encuentra en el Posgrado en Ciencias Físicas de la UNAM, donde estudia el doctorado; mientras que el segundo cursa los propedéuticos para ingresar al mismo programa educativo. 

Por otra parte, Ruth Bustos está en calidad de colaboradora con Karen Volke y Alejandro Vásquez, del Laboratorio de Micromanipulación Óptica; mientras otra egresada, Arantza Berenice Zavala Martínez, se encuentra en el Centro de Investigación “Paul Pascal”, adjunto al Centro Nacional para la Investigación Científica y la Universidad de Bordeaux, en Francia. 

Para conocer más del trabajo que ahí se desarrolla, consulte: https://bit.ly/2XIOriY así como el Facebook: Materiales Blandos UV. Además, en un canal de YouTube es posible apreciar algunos de los experimentos que han desarrollado como laboratorio, aquí la liga: https://bit.ly/2GJRbXV. 

José Gustavo Vázquez Espinosa y el científico Adrián Arturo Huerta Hernández