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  • Um avanço na manipulação de gotículas
    p Quando uma gota fria / quente ou volátil é liberada em um cristal piezoelétrico lubrificado (niobato de lítio) à temperatura ambiente, a gota se propulsiona instantaneamente por uma longa distância. Crédito:Universidade de Hong Kong

    p Pesquisadores do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Hong Kong (HKU) fizeram um grande avanço na manipulação de gotículas. Eles descobriram uma maneira inovadora de navegar os líquidos em uma superfície na ausência de força ou energia externa. p A gota se assemelha a uma bola. O controle de gotículas no plano é semelhante à sinuca, onde as bolas são direcionadas para se moverem ao longo da trajetória desejada, um recurso altamente valorizado para gerenciamento térmico, dessalinização, auto-entrega de materiais, e inúmeras outras aplicações.

    p Convencionalmente, pesquisadores fabricam gradiente de umedecimento químico ou microtexturas assimétricas para colocar a gota em movimento, semelhante a projetar uma correia transportadora para transportar as bolas. Pela primeira vez, Bolsista de pós-doutorado RGC, Dr. TANG Xin, Bolsista de pós-doutorado Dr. LI Wei, e Professor Catedrático de Ciências e Engenharia de Fluidos Térmicos WANG Liqiu do Departamento de Engenharia Mecânica de HKU descobriram que quando uma gota fria / quente ou volátil é liberada em um cristal piezoelétrico lubrificado (niobato de lítio) à temperatura ambiente, a gota se propulsiona instantaneamente por uma longa distância (que pode ser ~ 50 vezes o raio da gota) em rotas furcadas. Dependendo do plano do cristal que faz interface com a gota, a autopropulsão pode ser unidirecional, bifurcado, e até trifurcado.

    p A descoberta foi publicada em Nature Nanotechnology em um artigo intitulado "Furcated Droplet Motility on Crystalline Surfaces".

    p Dependendo do plano do cristal que faz interface com a gota, a autopropulsão pode ser unidirecional, bifurcado, e até trifurcado. Crédito:Universidade de Hong Kong

    p "Este é um fenômeno imprevisto com implicações de longo alcance. Gotículas com uma diferença de temperatura amena de 5 ° C em uma superfície podem sofrer propulsão autossustentada. Imagine colocar uma bola em uma mesa perfeitamente nivelada e lisa, em vez de permanecer estático, a bola rola sozinha. Ainda mais surpreendente é que a bola só rola automaticamente em certas direções definidas, "disse o professor Wang Liqiu.

    p Os pesquisadores descobriram que o movimento do líquido intrinsecamente orientado é alimentado pelo acoplamento termo-piezoelétrico em escala cruzada, que é causado pela anisotropia da estrutura cristalina. Isso se assemelha a uma mesa lisa atomicamente arranjada de uma forma incomum, de modo que uma fonte de calor simétrica pode produzir um campo elétrico assimétrico que impulsiona uma bola em movimento em uma direção determinada pela direção de corte da superfície da mesa.

    p “O trabalho possibilita uma forma inovadora de entregar e transportar líquidos com controlabilidade, versatilidade e desempenho, e fornece dicas para resolver alguns desafios de longa data, como anti-gelo, descongelar e antifog em ambientes úmidos, "disse o Dr. Tang Xin.

    p À medida que uma gota atinge um substrato super-resfriado, como o de uma asa de avião e cabo de alimentação, ele congela rapidamente e adere à superfície. Nesse caso, a força elétrica espontânea gerada pelo cristal pode perturbar a gota de nucleação, potencialmente diminuindo a adesão interfacial e retardando a acumulação de gelo prejudicial.

    p Representação artística da motilidade de gotículas trifurcadas sobre uma superfície de cristal piezoelétrico. Crédito:Universidade de Hong Kong

    p A autopropulsão também irá melhorar o desempenho da condensação gota a gota, removendo o condensado crescente da superfície, a barreira térmica, e, portanto, potencialmente fornecendo uma solução muito promissora para a manipulação de gotículas no espaço onde o derramamento de gotículas auxiliado pela gravidade está ausente.

    p Além disso, as rotas bifurcadas podem ser escolhidas seletivamente adicionando perturbações externas, como campos elétricos sutis. Desta maneira, a superfície pode atuar como uma válvula plana de duas ou três vias para fornecer gotículas contendo informações, cargas úteis químicas ou biológicas.

    Crédito:Universidade de Hong Kong
    p "Claramente, esta nova abordagem para manipulação de líquidos funciona para uma grande variedade de líquidos e cristais piezoelétricos, abrindo oportunidades para pesquisas futuras, e desenvolvimento de novos materiais e tecnologias, "disse o Dr. Li Wei.


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