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Cristales Sobre una Esfera
21 de Marzo de 2003.
 Investigadores americanos han descubierto cómo consigue la naturaleza situar partículas cargadas formando una fina capa alrededor de una esfera. Este avance ayudará a encontrar puntos débiles en la armadura exterior de virus y bacterias, y a diseñar nuevos tipos de moléculas.
En una superficie plana, las partículas que se repelen unas a otras son capaces de ordenarse entre ellas creando un estado energético estable, situándose en los vértices de una celosía de triángulos idénticos, de manera parecida a la disposición de las bolas de billar al comienzo de este juego.
Pero desde hace casi un siglo, los investigadores que estudian estructuras esféricas han sabido que esta celosía plana no podría envolver simplemente a una esfera porque la estructura de triángulos perfectos no podría mantenerse. Desde 1904, los científicos se han preguntado qué forma adoptaría realmente la diminuta red de partículas, de entre una miríada de posibilidades.
El rompecabezas podría estar cercano a la solución, según un artículo publicado el 14 de marzo en la revista Science. Una serie de experimentos realizados por Mark Bowick, de la Syracuse University, David Nelson, de la Harvard University, y Alex Travesset, de la of Iowa State University y del Ames National Laboratory, han demostrado cómo una serie de cristales esféricos son capaces de compensar su disposición en una superficie curva, desarrollando una especie de "cicatrices", pequeños defectos que permiten a las bolitas situarse en su lugar.
Para crear cristales esféricos, los investigadores obligaron a pequeñas esferas de poliestireno, de sólo un micrón de diámetro, a congregarse y rodear, cubriendo completamente, diminutas gotas de agua de unos 10 micrones de diámetro, suspendidas en una mezcla oleosa.
El equipo utilizó un microscopio especial para ver las esferas y trazó imágenes de los patrones cristalinos digitalmente. Un patrón cristalino plano habría consistido en una serie de triángulos equiláteros adyacentes, mientras que el patrón triangular de la estructura esférica mostraba defectos (por ejemplo, una de las pequeñas esferas tenía cinco o siete vecinos, en vez de los seis que tendría en una celosía perfecta).
Es decir, los científicos han descubierto que una curvatura puede cambiar de forma fundamental la disposición de las partículas en la superficie. Las esferas más pequeñas tenían una docena de defectos aislados, mientras que las mayores mostraban una sucesión dentada de defectos que los científicos denominaron "cicatrices". Tales cicatrices aparecen de una forma predecible en función del tamaño de la esfera, siguiendo perfectamente la teoría.
Algunos virus y bacterias poseen estructuras esféricas similares a las estudiadas. Conocer cómo se forman las "cicatrices" en ellas podría ayudar a diseñar reacciones químicas en tales puntos, permitiendo desplegar tratamientos efectivos para combatir los patógenos.
Información adicional en:
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