Chocolate fundido formando ramas fractales

Question

Estructura arborescente en el chocolate

Hoy he dejado solidificar un poco de chocolate fundido en un bol liso en mi nevera. Cuando se ha asentado, he calentado suavemente el exterior del cuenco con agua caliente para despegar el chocolate. Me llamó la atención que el chocolate restante (tanto en el bol como en el trozo más grande que retiré) formaba una especie de estructura arbórea fractal. Me di cuenta de que las distintas ramas del árbol no parecían cruzarse entre sí.

Luego se me ocurrió que había visto que a la mantequilla blanda le ocurría algo parecido con un cuchillo frío. Sospecho que el efecto surge porque los compuestos grasos del chocolate/mantequilla intentan minimizar su tensión superficial (como el agua que forma gotitas), pero ¿por qué la configuración de energía mínima es una estructura de ramas fractales no autointersectivas y no simples gotas? ¿Podría ser algún compromiso entre tensión superficial, viscosidad y densidad?

EDITAR El usuario Bert Hickman sugirió que el efecto podría ser un ejemplo de "célula de Hele-Shaw". Este aparato se utiliza para demostrar el "flujo de Hele-Shaw" de un líquido entre dos placas:

Esta explicación tiene sentido teniendo en cuenta lo que le hice al chocolate. Al recalentarlo, el chocolate entre el bol y la capa superior se licua. Una vez que quito la capa superior, entra aire y crea ese flujo tan peculiar. He descubierto que este bonito video demostrando el efecto con agua y aceite.

Answer 1

Es la microestructura de las redes de cristales de grasa.

Fuente: " Sistemas de cristales de grasa nanoestructurados " (Nov 2014), por Acevedo, Nuria & Marangoni, Alejandro. Annual review of food science and technology. 6.10.1146/annurev-food-030713-092400.

La figura 3 muestra la mesoescala de una red de cristales de grasa a dos aumentos diferentes. Pueden observarse claramente cristales y agregados policristalinos en el rango micrométrico, así como la distribución fractal de la masa cristalina en la red. La formación de estos policristales está fuertemente influenciada por campos externos (como gradientes de temperatura y campos de cizallamiento) experimentados durante la nucleación y el crecimiento cristalino.

Figura 3. Micrografías de microscopía de luz polarizada (PLM) y microscopía de contraste de fase (PCM) que muestran la mesoestructura del cristal de grasa a dos aumentos diferentes. Las imágenes se crearon superponiendo micrografías PLM y PCM. Se observan policristales y aglomerados policristalinos de varios micrómetros de tamaño. (Los datos son inéditos).

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Los nuevos resultados experimentales en la nanoescala de las grasas sientan las bases para la representación actualizada de la estructura de las redes de cristales de TAG a diferentes escalas de longitud (Figura 9). La compleja combinación de las propiedades estructurales a lo largo de todas las escalas de longitud, desde las moléculas de TAG, hasta las nanoplaquetas primarias, pasando por las nanopartículas de TAG. nanoplaquetas primarias y mesocristales hasta una red coloidal de policristales, determina las propiedades macroscópicas de una grasa, como su resistencia mecánica, su capacidad para ligar aceites y sus propiedades sensoriales.

Figura 9. Niveles estructurales presentes en una red cristalina de triacilglicerol (TAG). La unidad cristalina es una plaqueta con tamaños del orden de varios nanómetros; a su vez, las nanoplaquetas están compuestas por apilamientos de laminillas de TAG. A mesoescala (varios micrómetros), pueden observarse esferulitas que luego se autoensamblan para constituir una red tridimensional. Adaptado de Marangoni et al. (2012) con permiso de la Royal Society of Chemistry.

Las matemáticas que hay detrás de esto se explican en: " Ingeniería de confitería y chocolatería: Principios y aplicaciones "por Ferenc A. Mohos.