Uma equipe de cientistas descobriu um novo mecanismo para a produção de material ejetado durante o colapso de uma bolha de cavitação. Esta descoberta desafia a compreensão atual da produção de material ejetado e pode ter implicações para uma ampla gama de aplicações, incluindo limpeza subaquática, imagens médicas e produção de energia.

Quando uma bolha de cavitação entra em colapso, o líquido circundante corre para preencher o vazio. Este rápido colapso pode gerar uma poderosa onda de choque que pode se propagar através do líquido. Se houver uma superfície sólida perto da bolha, a onda de choque pode interagir com a superfície e produzir material ejetado – pequenas partículas que são ejetadas da superfície.

A visão tradicional é que a produção de material ejetado é causada pela interação entre uma única onda de choque e a superfície sólida. No entanto, o novo estudo mostra que o material ejetado também pode ser produzido pela interação de múltiplas ondas de choque.

“Esta é a primeira vez que a produção de material ejetado de choque múltiplo foi observada”, disse o Dr. Christopher Ohl, um dos autores do estudo. "Esta descoberta desafia a compreensão atual da produção de material ejetado e pode ter implicações para uma ampla gama de aplicações."

A equipe de pesquisa usou uma câmera de alta velocidade para registrar o colapso de bolhas de cavitação perto de uma superfície sólida. As imagens mostraram que o colapso da bolha gerou múltiplas ondas de choque que interagiram com a superfície para produzir material ejetado.

“A formação de múltiplas ondas de choque é resultado da alta pressão e temperatura dentro da bolha em colapso”, disse o Dr. “Essas condições fazem com que o líquido vaporize, o que por sua vez gera ondas de choque adicionais”.

A nova descoberta tem implicações para uma ampla gama de aplicações que utilizam bolhas de cavitação, incluindo limpeza subaquática, imagens médicas e produção de energia. Por exemplo, na limpeza subaquática, o colapso das bolhas de cavitação pode ser usado para remover sujeira e detritos das superfícies. A nova compreensão da produção de material ejetado poderia levar ao desenvolvimento de sistemas de limpeza subaquática mais eficientes e eficazes.

Em imagens médicas, bolhas de cavitação são usadas para gerar ondas de ultrassom que podem ser usadas para gerar imagens do interior do corpo. A nova compreensão da produção de material ejetado pode levar ao desenvolvimento de novas técnicas de imagem mais sensíveis e com maior resolução.

Na produção de energia, bolhas de cavitação são usadas para criar um ambiente de alta pressão que pode ser usado para converter energia mecânica em energia elétrica. A nova compreensão da produção de material ejetado poderia levar ao desenvolvimento de sistemas de produção de energia mais eficientes e potentes.

"A descoberta da produção de material ejetado por choque múltiplo é um avanço significativo em nossa compreensão da física das bolhas de cavitação", disse o Dr. "Esta descoberta pode ter implicações para uma ampla gama de aplicações que utilizam bolhas de cavitação."