A modificação de superfícies com cadeias de polímero promove a secagem uniforme de líquidos contendo partículas
Um líquido contendo partículas mostra o padrão de secagem característico de um anel de café (esquerda). Se a superfície das partículas for modificada com polímeros tensoativos, a dispersão seca em um filme homogêneo (direita). Crédito:Marcelo Rei
O que café, vinho tinto e tinta têm em comum? As manchas teimosas que eles deixam para trás. Quem já derrubou uma xícara de café sabe que o café seca em um padrão inusitado, a mancha é mais clara no centro mas fica mais escura no perímetro, efeito conhecido como anel de café. O Prof. Dr. Nicolas Vogel e sua equipe de pesquisadores do Departamento de Engenharia Química e Biológica da FAU e seus colegas em Edimburgo estão investigando uma estratégia para combater o efeito do anel do café e produzir um padrão de secagem consistente. Suas descobertas foram publicadas na revista
Nature Communications .
Quando uma gota de café seca, o líquido evapora mais rápido nas bordas do que no centro. Pequenas partículas sólidas estão presentes no café quando ele é preparado. Eles são atraídos para a borda da gota por diferentes velocidades de secagem e aí se separam, formando o padrão característico de um anel de café. Este é um fenômeno universal que ocorre quando líquidos contendo partículas secam, as chamadas dispersões, por exemplo, tinta, tinta ou vinho tinto. Padrões de anéis são tão indesejáveis em processos técnicos quanto quando derramamos nosso café. Eles levam a imagens de impressão irregulares, defeitos e degradação de desempenho em vários métodos de revestimento e processos de impressão.
Os pesquisadores descobriram que o truque para alcançar padrões de secagem consistentes é modificar as superfícies das partículas com cadeias de polímero para que elas se repelam eficientemente enquanto são fortemente atraídas pela superfície da gota. A repulsão espacial evita o acúmulo de partículas na borda da gota, enquanto a fixação das partículas na superfície da gota resulta em um filme de partículas homogêneo. Quando combinados, ambos os efeitos evitam a formação de um anel de café.
É importante ressaltar que esse método não apenas permite que as gotas de café sequem uniformemente:ele pode ser usado com uma ampla variedade de partículas de pigmento comercialmente disponíveis e diferentes líquidos. Como o método é fácil de implementar e versátil, o novo método abre caminho para processos de revestimento confiáveis e dispositivos eletrônicos impressos a jato de tinta em uma ampla gama de tecnologias avançadas, por exemplo, células solares, transistores ou biossensores.
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