Cómo el jabón cambia la forma de una gota exprés

Original: "Surfactant reorientation under shear: dynamic surface tension and droplet deformation"
arXiv:2603.27285 · 2026-03-28 · CC BY 4.0 · 2 min
La orientación de las moléculas de jabón en el flujo controla la tensión superficial de la gota.

Una gota de aceite en agua, cubierta de moléculas de jabón, no se comporta como una gota desnuda. Las moléculas de jabón son como pequeñas varillas: un extremo ama el agua, el otro ama el aceite. En un líquido en reposo, se colocan en la superficie como una empalizada y reducen la tensión superficial, esa fuerza que contrae la gota hasta convertirla en una esfera. Pero en cuanto el líquido fluye, las varillas comienzan a girar, a alinearse a lo largo del flujo, y su capa protectora se debilita.

Los autores del trabajo construyeron un modelo matemático que sigue tanto la concentración de jabón como la dirección en la que apuntan sus moléculas. Derivaron una fórmula para la tensión superficial efectiva: depende no solo de la cantidad de jabón, sino también de la rapidez con que fluye el líquido. Luego simularon numéricamente la deformación de una gota en el flujo. Con un flujo lento, la orientación de las moléculas apenas cambia y la gota se deforma como predicen las teorías clásicas. Con un flujo rápido, las moléculas de jabón se alinean a lo largo del flujo, su protección se debilita y la gota se deforma casi como una gota pura sin jabón.

Un puñado de lápices en la palma de la mano: si están verticales, mantienen la forma; si están planos, se desparraman. Igual ocurre con las moléculas de jabón en la superficie de la gota: su orientación determina cuán firmemente sostienen la superficie.

Este descubrimiento ayuda a entender por qué las emulsiones (mezclas de aceite y agua, como la mayonesa) a veces pierden estabilidad al agitarse, y cómo controlar las gotas en dispositivos de microfluídica. Quizás en el futuro podamos controlar con mayor precisión la administración de medicamentos o crear nuevos materiales con las propiedades deseadas.

Los tensioactivos no solo están en el jabón: forman parte del surfactante pulmonar, que nos ayuda a respirar al evitar que los alvéolos se colapsen.

En la ciencia ficción abundan los líquidos "inteligentes" que cambian sus propiedades bajo comando. Aquí la naturaleza hace algo similar: la orientación de las moléculas en el flujo controla las propiedades de la superficie.

Científicos
Andrey Markov
Conceptos
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