É um fato pouco conhecido que partículas minúsculas como células sanguíneas se movem para os lados ao passar por uma superfície áspera, mas essa peculiaridade atraiu muita atenção de pesquisadores que resolvem problemas industriais.
Por quê? Porque se os engenheiros puderem desvendar as regras por trás desse pequeno movimento, as indústrias poderão usá-las para isolar amostras biológicas, detectar e diagnosticar doenças ou classificar partículas sintéticas.

Agora, Danielle Chase, estudante do quinto ano de pós-graduação na Princeton Engineering, e Christina Kurzthaler são co-primeiras autoras de um artigo nos Proceedings of the National Academy of Sciences que oferece o primeiro modelo geral que descreve a interação de superfícies padronizadas e partículas sedimentares.

Chase, aconselhado pelo professor Howard Stone, trabalhou em estreita colaboração com Kurzthaler, ex-bolsista de pós-doutorado no laboratório de Stone e agora líder do grupo de pesquisa do Instituto Max Planck para a Física de Sistemas Complexos. Juntos, eles definiram as "regras" do sistema para que os pesquisadores possam prever como seus projetos funcionarão em vez de usar tentativa e erro.

"Foi satisfatório finalmente entender o mecanismo que causa as trajetórias helicoidais e a deriva geral e ter um modelo hidrodinâmico que descrevia nossas observações experimentais para que pudéssemos prever o que aconteceria se, digamos, alguém tentasse separar dois objetos de tamanhos diferentes " disse Chase.

Além da conquista em si, Chase disse que gostou da sensação de descoberta e colaboração em aberto. Chase projetou e construiu os experimentos físicos enquanto Kurzthaler desenvolveu o modelo teórico que descreve o comportamento.

Chase disse que Stone, o professor Donald R. Dixon '69 e Elizabeth W. Dixon de Engenharia Mecânica e Aeroespacial, nunca ditou a direção exata da pesquisa, mas apoiou muito todos os aspectos do projeto.

Em vez disso, as perguntas que Chase e Kurzthaler buscaram surgiram de sua curiosidade compartilhada sobre o que estavam observando, incluindo o surpreendente movimento helicoidal das partículas. "Nossas observações levaram a mais perguntas", disse Chase. “Isso nos ajudou a encontrar aspectos mais interessantes do sistema, como como a forma dos padrões afeta o movimento das partículas”.

Enquanto pesquisadores anteriores usaram configurações experimentais para observar partículas fluindo através de canais finos, Chase e Kurzthaler se livraram das paredes, exceto por uma superfície padronizada. Isso permitiu que eles limitassem as variáveis ​​e se concentrassem apenas na partícula e na superfície.

“Acho que o que aprendemos no final realmente se beneficiou de nós dois termos abordagens diferentes para o problema”, disse Chase. "Ter uma teoria ajuda a projetar bons experimentos e ter medições ajuda a confirmar a teoria."

Agora perto de concluir seu trabalho de doutorado, Chase está animada para continuar a pesquisa em dinâmica de fluidos. "Quanto mais você aprende, mais perguntas você encontra", observou ela. + Explorar mais

Pesquisadores encontram a melhor maneira de as bactérias navegarem em ambientes labirínticos