a‰ uma fase la­quida ou uma fase 'va­trea'? Essa questãotem sido objeto de intenso debate enquanto os fa­sicos tentam entender o comportamento da chamada 'matéria ativa' - um tipo relativamente novo de matéria em que aspartículas usam 'um pequeno motor interno' para se mover. Com uma nova observação - publicada na revista Physics Review Letters - os pesquisadores da TU / e agora resolvem todos os resultados contradita³rios ao mesmo tempo, abrindo caminho para uma melhor compreensão do comportamento celular em doenças como asma e ca¢ncer.

Para muitos, a frase 'fases da matéria ' evoca imediatamente pensamentos de gases, la­quidos e sãolidos - as fases mais conhecidas da matéria. Entre a fase la­quida e sãolida, poranãm, vocêencontrara¡ a fase de vidro, uma fase que se comporta como um sãolido, mas por dentro parece um la­quido.

Esse quadro ta­pico das fases da matéria (gás, la­quido, sãolido ou vidro) considera aspartículas como passivas, ou seja, elas se movem apenas devido a  energia tanãrmica e a s forças que experimentam nas interações com aspartículas vizinhas.

Nos últimos anos, poranãm, a matéria ativa, que consiste empartículas que convertem energia usando 'um pequeno motor' em movimento direcionado e significa que estãocontinuamente fora de equila­brio, tem atraa­do atenção digna de nota. E a matéria ativa também tem uma fase va­trea.

"Ha¡ anos se sabe que a matéria ativa exibe comportamentos va­treos que podem ser relevantes para ajudar na nossa compreensão do comportamento celular na asma, na cura de feridas e na meta¡stase do ca¢ncer", disse Liesbeth Janssen, do departamento de Fa­sica Aplicada e lider do estudo.

Primeiro autor e Ph.D. o pesquisador Vincent Debets também destaca essa aplicação: “Uma das aplicações mais interessantes desse trabalho serápara células humanas que se comportam como um vidro, como as células da asma e do ca¢ncer”.

No entanto, nos últimos anos, tem havido muito debate sobre o comportamento va­treo da matéria ativa, o que levou a algumas divergaªncias. "Alguns dizem que esses sistemas ativos são mais la­quidos do que um vidro passivo, outros afirmam que o sistema émais va­treo, enquanto outros dizem que o sistema se torna mais la­quido antes de finalmente se tornar mais va­treo", diz Janssen.

"Com este estudo, fornecemos uma explicação inequa­voca e simples para esclarecer a posição com relação a todos esses resultados contradita³rios", acrescenta Janssen.

Tudo se resume a  relação entre o chamado comprimento da gaiola , que éo tamanho ta­pico de uma gaiola para uma parta­cula especa­fica formada pelaspartículas vizinhas em torno da parta­cula (ver imagem), e o comprimento de persistaªncia, a distância média percorrida por uma parta­cula antes de mudar de direção.

“A fase va­trea pode ser pensada como uma grande coleção dessas gaiolas, nas quais cada parta­cula pode apenas se acotovelar em sua própria gaiola, mas nunca pode escapar dela”, observa Debets.

"Quando o comprimento de persistaªncia émenor do que o comprimento da gaiola, aspartículas ativas podem explorar sua gaiola para uma abertura. Se eles podem escapar, eles estãoagindo como

parta­culas passivas em um la­quido. Mas quando o comprimento de persistaªncia estãoacima do comprimento da gaiola, aspartículas não podem mais escanear com eficiência sua gaiola e ficar presas na gaiola. Como resultado, o sistema mostra um comportamento mais va­treo, onde o sistema tem propriedades como um sãolido. "

E éessa observação que éo grande avanço. “Isso explica todos os resultados anteriores e aparentemente confusos da literatura. Esses estudos foram todos realizados com valores diferentes de comprimento de persistaªncia e, como tal, realizados em distâncias diferentes em relação ao comprimento da gaiola”, explica Janssen.

O comprimento da gaiola éum conceito fa­sico muito importante, que já ajudou a entender melhor por que um material passivo se torna mais sãolido quando passa de la­quido para vidro.

Ao condensar toda a dina¢mica do sistema atéo princa­pio simples de como o comprimento de persistaªncia se compara ao comprimento da gaiola, os pesquisadores reconciliaram as várias propostas da literatura.

Para o estudo de acompanhamento, os pesquisadores planejam estudar o efeito do comprimento da gaiola em vidros ativos vivos em camadas de células biológicas reais.

"Em um trabalho futuro, estudaremos como a física dita o comportamento celular. Talvez possamos modificar o comprimento da gaiola e, portanto, o comportamento va­treo das células mudando suas formas. Isso poderia, por exemplo, tornar mais difa­cil para as células tumorais para se separar do tumor prima¡rio e metastatizar. Alternativamente, identificando o comprimento da gaiola diretamente dos instanta¢neos de uma camada de células, podemos prever se estãoem uma fase la­quida ou va­trea , levando assim a novas abordagens de diagnóstico médico ", diz Debets.

Esta nova pesquisa lançou uma nova luz sobre o comportamento da matéria va­trea ativa.