Um grupo de pesquisadores da Escola Técnica Superior de Engenharia da Universidade de Sevilha obteve filamentos e fibras de líquidos altamente viscosos com tecnologia normalmente utilizada para produzir gotas. Por meio de suas pesquisas, eles descobriram as condições necessárias para a formação de filamentos com espessuras inferiores a 50 micrômetros.

Os especialistas relatam que há um momento em que um polímero em estado líquido - especificamente aquele que foi trabalhado a partir de polietilenoglicol, que é amplamente utilizado na indústria - apresenta maior elasticidade de tal forma que, em vez de quebrar e formar gotas, o líquido experimenta alongamento, que forma filamentos. O processo de geração desses filamentos é controlado por parâmetros como o peso molecular do polímero e sua concentração no líquido, bem como a pressão que é usada no dispositivo.

Para este estudo, os pesquisadores usaram a tecnologia de desfoque de fluxo. Esta tecnologia, desenvolvido pelo professor Alfonso Gañán Calvo da Universidade de Sevilha, é um método altamente eficiente para atomizar líquidos denominado nebulização.

Essa tecnologia consiste em usar uma corrente de ar para quebrar um líquido e produzir gotas, da mesma forma que os sistemas de nebulização que se usam para refrescar os terraços no verão. Dispositivos de borramento de fluxo são muito eficientes porque canalizam a energia contida na corrente de gás para a geração de gotas por meio de mistura vigorosa com o líquido, evitando perdas por outros mecanismos.

Além disso, foi demonstrado que os dispositivos pneumáticos de borrão de fluxo produzem até 50 vezes mais área de superfície para cada litro de líquido nebulizado. Isso se traduz em gotas que são até 50 vezes menores do que ao usar outros atomizadores. Isso se deve ao fato de que os nebulizadores de borrão de fluxo concentram a energia a tal ponto que são capazes de atomizar substâncias tão viscosas quanto tinta, ou, como neste caso, soluções de polímero de alta concentração.

"Usando uma câmera de alta velocidade capaz de registrar um milhão de imagens por segundo, podemos observar que, sob certas condições de uso com dispositivos de borrão de fluxo, soluções de polietilenoglicol e soluções de outros polímeros não formam gotas, mas fragmentar em 'fios' finos que, quando transportado por uma corrente de ar, esticar ao sair do atomizador. O diâmetro desses filamentos é reduzido, em parte porque o polietilenoglicol é um líquido viscoelástico de redução de cisalhamento. Isso significa que quando se estende, fica menos viscoso, para que se torne cada vez mais fácil de esticar, "explica Luis Modesto López, Professor da Universidade de Sevilha e autor do estudo.

Fibras de polímero a 3kg / hora

Os polímeros são comuns em produtos comerciais. Entre os polímeros naturais mais comuns estão a seda, cortiça, celulose e amido. Polímeros sintéticos são geralmente encontrados como coberturas que fornecem funcionalidade específica para materiais, por exemplo, tornando-os resistentes à umidade ou corrosão.

"No mundo de hoje, há grande interesse científico e tecnológico no uso de fibras poliméricas para fazer:frameworks para o projeto de materiais biocompatíveis artificiais, superfícies com propriedades antibacterianas, materiais para entrega de drogas direcionadas, materiais têxteis de proteção que são capazes de bloquear algumas substâncias específicas, ou como material de reforço. Contudo, a fabricação em escala industrial desses materiais significa fabricá-los em grandes quantidades. Este estudo assume particular relevância por servir de base para o desenvolvimento de um novo processo que permitirá a produção de filamentos e fibras poliméricas em níveis elevados, da ordem de 3kg / hora usando um nebulizador simples, enquanto com as técnicas mais comuns em uso atual, eles são produzidos a uma taxa de 1g / hora, "acrescenta o pesquisador.

Outra aplicação pode ser no campo da impressão 3-D, visto que o que essa tecnologia faz é gerenciar um polímero. Além disso, o estudo tem uma ampla variedade de aplicações no campo da ciência dos materiais, uma vez que abre as portas para a produção de uma extensa variedade de materiais compostos.