Uma descoberta científica surpreendente: um líquido que regressa à sua forma anterior e desafia os manuais escolares

Uma equipa de investigadores liderada por um estudante licenciado em física da Universidade de Massachusetts Amherst fez a descoberta surpreendente daquilo a que chamam um “líquido que restaura a forma”, desafiando algumas expectativas de longa data derivadas das leis da termodinâmica.

A investigação, publicada na revista Nature Physics, descreve uma mistura de óleo, água e partículas magnetizadas que, quando agitadas, se separam rapidamente naquilo que se assemelha às linhas curvilíneas clássicas de uma urna grega. “Imagine o seu molho de salada italiano preferido”, diz Thomas Russell, Silvio O. Conte Professor Distinto de Ciência e Engenharia de Polímeros na UMass Amherst e um dos autores principais do artigo.

“É feito de óleo, água e especiarias, e antes de o deitar na salada, agite-o para misturar todos os ingredientes.” São essas especiarias, esses pequenos pedaços de outra coisa, que permitem que a água e o óleo, que normalmente se excluem mutuamente, se misturem, um processo chamado emulsificação, descrito pelas leis da termodinâmica.

Um líquido que mantém a sua forma

A emulsificação é a base de uma vasta gama de tecnologias e aplicações que vão muito para além dos temperos e, um dia, Anthony Raykh, estudante de pós-graduação da UMass Amherst, estava no laboratório a misturar um lote deste “molho de salada” científico para ver o que conseguia criar - só que, em vez de especiarias, estava a usar partículas de níquel magnetizadas, “porque é possível conceber todo o tipo de materiais interessantes com propriedades úteis quando um fluido contém partículas magnéticas”, diz Raykh.

Preparou a sua mistura, agitou-a e, para surpresa de todos, a mistura assumiu esta forma bonita e imaculada de urna. Independentemente do número de vezes ou da intensidade com que a agitou, a urna regressou sempre à sua forma original.

Pensei: “O que é isto?” Então, percorri os corredores do Departamento de Ciência e Engenharia de Polímeros, batendo à porta dos meus professores e perguntando-lhes se sabiam o que se estava a passar”, continua Raykh. Ninguém sabia. Mas chamou a atenção de Russell e David Hoagland, professor de ciência e engenharia de polímeros na UMass Amherst, o outro autor sénior do artigo e especialista em materiais macios.

A equipa realizou experiências e contactou colegas das universidades de Tufts e Syracuse para criar simulações. Em conjunto, o esforço de colaboração determinou que o magnetismo - o magnetismo “forte” - explica o fenómeno inexplicável que Raykh tinha descoberto.

“Ao observar de perto as nanopartículas individuais de níquel magnetizado que formam a barreira entre a água e o óleo”, diz Hoagland, “podemos obter informações extremamente pormenorizadas sobre a forma como as diferentes formas se reúnem. Neste caso, as partículas estão tão fortemente magnetizadas que a sua montagem interfere com o processo de emulsificação, tal como descrito pelas leis da termodinâmica”.

Uma reviravolta inesperada

Normalmente, as partículas adicionadas a uma mistura de óleo e água reduzem a tensão na interface entre os dois líquidos, permitindo-lhes misturar-se. No entanto, numa reviravolta inesperada, as partículas com magnetismo suficiente aumentam a tensão interfacial, dobrando a fronteira entre o óleo e a água numa curva elegante.

“Quando vemos algo que não deveria ser possível, temos de investigar”, diz Russell. Embora ainda não existam aplicações para a sua nova descoberta, Raykh está entusiasmado por ver como este estado nunca antes visto pode influenciar o campo da física da matéria mole.

Referência da notícia

Anthony Raykh et al, Shape-recovering liquids, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02865-1