Pesquisadores do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio estudaram um novo método para criar sistemas coloidais semissólidos com menos estresse mecânico interno, retardando a formação da rede. Este trabalho pode ajudar os cientistas a entender melhor os processos biológicos que envolvem o citoplasma.

Dentro da física da matéria mole, géis são uma visão relativamente familiar. Certas suspensões de partículas podem ser transformadas em um semi-sólido quando as partículas se unem para formar uma rede rígida. Pense em Jell-O, em que uma mistura pastosa de proteínas de gelatina se transforma em uma deliciosa, sobremesa autônoma. Os géis desempenham papéis importantes na biologia, e pode estar envolvido na maneira como as células se movem e respondem às mudanças nas condições externas.

Cientistas da Universidade de Tóquio estudaram o mecanismo pelo qual as partículas dispersas, chamados colóides, unir-se durante a gelificação. A maioria das redes de gel deve se formar antes que o movimento dinâmico pare, o que leva ao estresse mecânico embutido. Se a criação das redes pudesse ser atrasada, eles poderiam ficar livres desse estresse e mais estáveis.

"Uma rede sob tensão mecânica é esticada e às vezes rompida. Os géis coloidais convencionais sofrem com esse estresse, e assim, não são tão estáveis. Os géis anti-stress não têm este problema, "o primeiro autor, Hideyo Tsurusawa, explica.

A equipe descobriu que a formação da rede (percolação) ocorre após a formação de uma estrutura mecanicamente estável e a cessação do movimento das partículas para uma concentração mais baixa de partículas coloidais em comparação com aquela em que os géis tradicionais se formam. Os pesquisadores usaram microscopia confocal e simulações de computador para entender melhor a gelificação convencional e sem estresse. Sistemas com coloides de poli (metacrilato de metila) marcados com fluorescência podem ser monitorados para ver quanto tempo leva para as redes se formarem e para o movimento das partículas ser interrompido.

A escolha entre esses dois tipos de gelificação é determinada pela grande e pequena relação entre os dois tempos característicos, ou seja, 'tempo até que a estrutura mecanicamente estável seja formada' e 'tempo para percolação.' Além disso, quando a interação entre as partículas é de curto alcance, a relação grande e pequena é determinada apenas pela fração de volume do colóide.

"Descobrimos que a gelificação coloidal pode ser universalmente agrupada em dois tipos. Espera-se que essa classificação universal da gelificação de sistemas de partículas dê uma contribuição significativa para a compreensão da gelificação no campo da matéria mole e da biologia, "O autor sênior Hajime Tanaka diz." Nossas descobertas podem ser aplicadas ao desenvolvimento de novos processos industriais que criam produtos semissólidos, incluindo alimentos, mais eficientemente."