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Toma un vaso de agua, agrégale una cucharada de azúcar y déjalo reposar. Si esperas un tiempo suficientemente largo, observarás que ya no es posible distinguir el azúcar del agua. Esto es ocasionado por el movimiento incesante de partículas microscópicas que pueden ser átomos o moléculas y que se le conoce como movimiento browniano.

Recientemente, Ricardo Reyes Garza mereció la medalla Juan Manuel Lozano Mejía por estudiar dicho movimiento en su tesis de licenciatura: "Difusión efectiva de partículas brownianas activas confinadas en canales rugosos".

Dirigido por el investigador del Instituto de Física, Francisco Javier Sevilla Pérez, el trabajo se enfoca en el estudio del fenómeno físico de difusión, el cual sucede cuando se tienen dos sustancias que se mezclan de forma espontánea, tal y como sucede en nuestro ejemplo del agua con el azúcar.

“Este fenómeno también ha resultado de interés porque sucede en las células al transportar materia de un lado a otro de la membrana celular y ayuda a mantener su equilibrio”, explicó Reyes Garza en entrevista vía Skype para Noticias IFUNAM, desde Países Bajos, donde actualmente realiza sus estudios de maestría en física teórica en la Universidad de Amsterdam.

Existen varias formas de explicar el proceso de transporte de materia a través de una membrana celular, el más sencillo considera que las membranas tienen pequeños canales por donde pasa la materia.

Para entender el transporte de materia a través de una membrana, es necesario saber cómo sucede la difusión de la materia a través de canales. Este tipo de mecanismos han sido ampliamente estudiados, en particular, para partículas brownianas autopropulsadas, es decir, que poseen un sistema intrínseco que les permite desplazarse.

Con el propósito de unir esos estudios teóricos con lo que sucede en los experimentos, Sevilla Pérez propuso un modelo que incorpora un elemento adicional: la rugosidad. Y, en conjunto con Reyes Garza, utilizaron métodos numéricos para entender cómo sucede la difusión cuando los canales presentan bordes rugosos.

Al incluir los bordes rugosos, Reyes Garza observó que la difusión disminuye al aumentar la rugosidad y que aumenta al hacer más grande el radio del canal.

Esta investigación podrá “ayudar a desarrollar técnicas o dispositivos que permitan ya sea mezclar o separar dos sustancias de forma más eficiente; podría ser usada para limpiar o prevenir la contaminación del agua o el aire o incluso mejorar tratamientos médicos como la diálisis”, comentó Ricardo Reyes.

Como consecuencia de toda la investigación de Ricardo, le fue otorgada la medalla Juan Manuel Lozano Mejía por mejor trabajo de licenciatura, un premio que otorga cada año el Instituto de Física para reconocer el mérito de sus estudiantes. “A pesar de que por motivos académicos no pude recibir personalmente la medalla, ganarla me estimula a seguir adelante con mis estudios, fue un orgullo para mi familia y en especialmente para mi papá que lo recibió por mi”, concluyó Ricardo.