As moléculas se movem aleatoriamente, colidindo uns com os outros em movimento contínuo. Você pode até sentir o cheiro desse processo às vezes; é como o perfume se espalha por uma sala quando o ar está parado. O processo é denominado difusão e a teoria da difusão pode ser aplicada ao espalhamento de líquido através do papel, também - um processo em funcionamento em uma variedade de produtos de uso diário, de canetas de tinta a amostras de papel para testes médicos.

Agora, uma equipe de pesquisadores na Índia desenvolveu um modelo que aprofunda sua compreensão conceitual de como os líquidos se espalham pelo papel.

"O espalhamento de líquido em um papel é essencialmente um movimento líquido aleatório por meio de uma rede de fibras distribuída aleatoriamente, "disse Suman Chakraborty, pesquisador principal da investigação no Instituto Indiano de Tecnologia Kharagpur, e o Centro de Desenvolvimento de Tecnologia de Avanço, ambos localizados em Kharagpur, Índia. Os resultados são publicados esta semana em Cartas de Física Aplicada .

A difusão é um processo bem conhecido. Mas a elaboração da teoria da difusão pela equipe no contexto das interações papel-líquido, que representam redes de fibras tortuosas para a dinâmica de transporte, é novo e revela novos detalhes teóricos. Em seu experimento, os pesquisadores observaram a tinta se espalhando no papel de filtro usando um microscópio eletrônico de varredura.

A equipe mapeou a dinâmica de espalhamento de líquido de um único capilar de fibra para uma rede maior de fibras. Eles então calcularam as características de transporte resultantes, com resultados que confirmam uma perspectiva unificada generalizada de difusão no trabalho no processo de líquido movendo-se através de uma matriz de papel. As imagens micrográficas de varredura mostram as distribuições de fibra de papel, junto com a medida de velocimetria de imagem de micropartícula do movimento aleatório do líquido através da rede.

"Nosso estudo revela que, apesar dos usos diversificados de papel interagindo com líquidos, há uma singularidade fundamental de espalhamento líquido através do papel, levando a uma teoria geral e unificada sobre isso, "Chakraborty disse.

A teoria sustenta que as moléculas de um líquido se movem através da rede de fibras do papel seguindo os princípios da dinâmica difusiva universal. “O papel é constituído por uma rede de fibras distribuídas de forma aleatória, "disse Chakraborty." Como consequência, movimento aleatório do líquido em todas as direções possíveis ocorre. Sabemos que as moléculas se movem aleatoriamente e colidem umas com as outras, e esta é a premissa da difusão. "

Apesar do amplo uso de tecnologias de papel com infusão de líquido, existem lacunas na compreensão da ciência básica por trás de seu comportamento. Chakraborty e seus alunos, Kaustav Chaudhury e Shantimoy Kar, ajudar a preencher essa lacuna.

Ao compreender a propagação do líquido no paradigma da difusão, os cientistas podem controlá-lo com mais precisão para criar e refinar novos produtos que envolvam o espalhamento de líquido através do papel. Por exemplo, os mercados atuais validaram uma importante propriedade potencial do papel:atuar como o bloco de construção essencial de um kit de diagnóstico rápido em um paradigma de custo ultrabaixo.

Exemplos dessa aplicação incluem tiras de teste de gravidez; testes de alcalinidade ou acidez de sabonetes de beleza e bebê com tira de papel; tiras de papel para verificar a qualidade da água; e diagnóstico médico auxiliado por testes de urina em tiras de papel, saliva e sangue. O modelo de difusão de líquido no papel do autor também pode melhorar os papéis e tintas usados ​​para escrever, desenhando e pintando.

Próximo, os investigadores planejam desenvolver tecnologias inteligentes e compactas para fins de diagnóstico, avançando as plataformas existentes baseadas em papel.

“Os principais objetivos são obter resultados rápidos em detrimento de custos baixos. Para isso, o artigo mostra uma perspectiva promissora de ser uma ferramenta para atender aos dois objetivos. O presente trabalho, como acreditamos, abrirá o caminho para o design e desenvolvimento de tecnologias baseadas em papel para atender a um público mais amplo, "Chakraborty disse.