Las interacciones químicas son tan complejas como las relaciones humanas

El estudio demuestra que dos partículas microscópicas, como las enzimas o los coloides, pueden tener una amplia gama de interacciones complejas que recuerdan a las relaciones humanas.

No se limitan solo a atraerse o repelerse, sino que cada partícula actúa como un espejo para su vecino, lo que origina nuevos patrones de comportamiento.

Las relaciones humanas son sumamente complejas: las personas pueden atraerse o repelerse, pero también asumen una variedad de reacciones entre las que se incluye lo que hacen las partículas químicas.

En nuestras relaciones cotidianas, muchas veces nos influye lo que los demás reflejan de nosotros mismos.

Somos sensibles a la percepción del entorno y en función de esas percepciones modificamos nuestro comportamiento. Lo mismo ocurre con las partículas químicas.

Flexibilidad normativa

Las partículas químicamente activas, como las enzimas o los coloides, pueden propulsarse en un líquido al convertir la energía química en trabajo mecánico.

Una característica especial de estas partículas es que pueden violar la tercera ley de Newton: para un sistema de dos partículas, la acción y la reacción no son necesariamente iguales, ni siempre están en direcciones opuestas.

Sin embargo, a pesar de esta peculiaridad, la interacción relativa de estas partículas cuando están en su forma más simple posible, es decir, isotrópica y de igual tamaño, se suponía sencilla.

Hasta ahora se pensaba que esta interacción era puramente atractiva (en cuyo caso las partículas se unen y forman un complejo), o puramente repulsiva (cuando las partículas se separan indefinidamente), como en cargas positivas y negativas en electrostática.

Complejidad microscópica

En un nuevo artículo, publicado en Physical Review Letters, Babak Nasouri y Ramin Golestanian demuestran que la interacción entre dichas partículas a través de la señalización química y la modificación de su líquido circundante es en realidad mucho más compleja.

Según explican estos autores, la relación entre dos partículas químicamente activas no siempre se puede clasificar como puramente atractiva o repulsiva.

Por ejemplo, las partículas pueden moverse juntas como un estado unido estable, manteniendo una distancia de equilibrio constante entre ellas diferente de cero.

En este caso, las partículas se repelen si se acercan más de una cierta distancia, y se atraen si se separan más.

Sin embargo, hay más posibilidades: las partículas también pueden hacer todo lo contrario.

Hay momentos en que las partículas, en vez de atraerse o repelerse, forman un inesperado complejo estable que puede romperse bajo suficientes perturbaciones o agitaciones.

El trasfondo

A través de un enfoque teórico exacto, los autores explican por qué ocurre esto: la aparición de estos dos nuevos regímenes se debe a un efecto que se genera por reflejo de la partícula vecina.

Cuando las partículas están cerca unas de otras, cada partícula se ve afectada por su propia actividad, reflejada desde su vecino.

"Esta reflexión (de la actividad) puede actuar en contra de la atracción o repulsión proveniente de la partícula vecina, y eso crea estos nuevos regímenes de comportamiento", explica Babak Nasouri, uno de los investigadores, en un comunicado.

Algo de todo esto ocurre también en las relaciones humanas. Una explicación sencilla de algo muy complejo.

Referencia

Exact Phoretic Interaction of Two Chemically Active Particles. Babak Nasouri and Ramin Golestanian. Phys. Rev. Lett. Vol. 124, Iss. 16, 24 April 2020. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.168003