¿Por qué se hace crujiente el helado viejo?

Blog original en inglés por Lee Bishop
Traducido por Ulises Rangel

… ¿y qué tiene que ver con la nanotecnología sostenible?

¡Como con todas las buenas comidas de información, empezaremos con esta con el helado!

Eating-Ice-Cream

Cat-Licking-Bowl

¡Afortunadamente, yo me como el helado tan rápido que NUNCA tengo que batallar con el helado viejo y crujiente! Todos sabemos cómo sabe así. Alcanzas hacia el helado en el rincón del congelador para encontrar ese tambo de helado que ya tiene seis meses allí solo para descubrir que sabe como la mezcla perfecta de azúcar, grasa, y arena.

Para poder comprender esta fenómeno, primero hay que hablar de lo que hace que tenga tan gran textura el helado fresco. El helado esta fabricado por un proceso bien controlado que asegura que se forman cristales chiquititos de hielo. ¡Estos cristales de hielo vienen en tamaño de 10-100 micrometros: tan chicos que nuestra lengua ni puede dinstinguir cada cristal y por eso se siente tan liso! Pero, cuando crecen estos cristales de hielo, nuestra lengua los puede detectar y el helado agarra mas textura arenoso!

¿Pero como crecen estos cristales? Pues, como habíamos explicado en el puesto previo, cristales chicos tienen mas area superficial comparados a cristales con la misma masa pero mas grandes. Esto significa que los cristales chicos que estaban al afuera del cristal ya se han metido adentro de un cristal grande.

Los atomos en el superficie quieren estar adentre de un cristal, juntos con todos atomos iguales a su vecinidad. Nosotros científicos diríamos que las superficies del cristal tienen mas energía comparado al adentro del cristal.

Surface Energy

Las moléculas de agua en el superficie tienen mas “energía superficial” porque no tienen otros moleculos de agua todo alrededor. Entonces, los cristales chicos siempre están buscando una forma para crecer a cristales grandes para que menos atomos estén al superficie donde no quieren estar.

Eso es exactamente lo que pasa al helado con tiempo en el congelador – los cristales empiezan a crecer – dejándonos con esa textura arenoso que nos deja decepcionado.

Una forma que crecen los cristales chicos es simplemente juntándose para crear un nuevo cristal de cristales chicos. Esto hace que se muevan los atomos superficiales y tristes al adentro del cristal, haciéndose felices.

crystal size vs surface area

Otra forma mas interesante de crecer pasa cuando los cristales chicos roban atomos tristes e individuales de la superficie de otros cristales. Simplemente, estos atomos son tan tristes que se botan de casa y se mudan al otro cristal, haciéndolo que crezca. Este proceso resulta en cristales grandes creciendo y cristales chicos encogiendo. ¡Esto puede seguir hasta que los cristales chicos desaparecen completamente! ¡Que chido!

ostwald ripening

Ostwald Ripening. Los moleculos superficiales se meven de un cristal a otro. Esto resulta en el crezco de cristales grandes porque tiene menos area superficial por volumen.

¿Pero eso que tiene que ver con la nanotecnología? Pues, si encogemos los cristales de hielo mil o cien mil veces mas chicos serian nanocristales de hielo. Nosotros científicos los llamarían nanoparticulas y los puedemos creer de muchas diferentes materias. Nanoparticulas son tan chicas que sus areas superficiales tiene BASTANTE MAS energía, y esta energía se puede emplear para hacer cosas increíbles!

Tomando un ejemplo de muchos posibles, grandes cachos de oro no pueden hacer mucha química si no para pagar cenas o quizás una nueva bicicleta (¡recuérdate que somos sostenibles!). Contrariamente, nanoparticulas de oro pueden juntar dos diferentes moleculos cuando el cacho de oro no haría nada.

Gold nanoparticles can act as

¡Las nanoparticulas de la superficie también pueden ser empleadas para degradar sustancias contaminantes, cambiar combustibles a electricidad, y varias otras cosas! Las superficies tambien causan las interacciones con diferentes materiales y el ambiente y tambien con los organismos que toman estos quimicos (tendremos mas sobre esto!). Entonces lo mas que sabemos de estas superficies especiales lo mejor que podemos predecir donde se encontrarian las sustancias toxicas y que tan danino sera. Entonces nos gustaria emplear estas precauciones para crear nuevas nanoparticulas que no danino por diseno.

Extendiendo la analogia del helado a sus limites, es lo mejor entender todo lo que podemos de las nanoparticulas y las superficies para evitar todo lo que sabe arenoso y tambien disfrutar todo que es tan rico!

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