As bolhas que se formam em uma superfície aquecida criam um pequeno recuo quando saem dela, como o chute de uma arma disparando em branco. Agora, pesquisadores da Universidade de Illinois em Chicago, com financiamento da NASA, mostraram como essa força minúscula pode ser aproveitada para misturar refrigerante líquido em microeletrônica de alta potência - no espaço ou na Terra.

A força de recuo de vapor "não é bem estudada, e nunca foi aplicado, no meu conhecimento, "diz Alexander Yarin, UIC Distinto Professor de Engenharia Mecânica e autor sênior do estudo, publicado no jornal Nature Microgravity .

"Em voos para Marte ou para a lua, equipamentos como computadores geram muito calor, "Disse Yarin. À medida que os computadores e chips ficam menores e mais compactos, a produção de calor torna-se uma restrição ao poder de computação.

Os engenheiros têm olhado para "fervura em piscina, "que resfria por líquido a uma temperatura próxima ao ponto de ebulição do fluido. Em ebulição, todo o calor é absorvido na conversão do líquido em vapor, sem mais aumento de temperatura até que a mudança de fase seja concluída.

Mas a falta de gravidade no espaço representa um problema especial para a fervura na piscina:as bolhas não têm flutuabilidade.

"Na terra, as bolhas sobem, e o refrigerante frio entra, "Yarin disse." Mas no espaço, as bolhas não sobem. Eles ficam na superfície submersa, e podem se fundir para formar uma camada de vapor isolante, e o processo de remoção de calor é interrompido.

"Você pode tentar a mistura mecânica, mas um motor também cria calor. Você pode tentar um campo elétrico forte, mas isso também produz calor e cria outros problemas, "disse ele. Ambos os métodos ocupam espaço e requerem energia.

Yarin e seus colegas de trabalho imprensaram dois chips de circuito de geração de calor um após o outro. Alternando a voltagem para os dois chips, eles foram capazes de fazer o aparelho balançar para frente e para trás através do refrigerante a cerca de 1 centímetro por segundo.

"Quando um chip opera, ele produz bolhas e uma força de recuo. Então o outro, e empurra de volta - o suficiente para balançar os chips no fluido de resfriamento e liberar as bolhas, "Yarin disse.

“Funciona com ou sem gravidade - no espaço, exatamente como na Terra. "

Os pesquisadores também mostraram que a força é maior quando as bolhas são menores e mais numerosas, resultando em uma oscilação de maior arco e velocidade. Nanofibras feitas de polímero foram sopradas supersonicamente nos chips, criar uma nanotextura para aumentar a nucleação da bolha.

"Cada bolha funciona como propulsão a jato, "disse Sumit Sinha-Ray, Aluno de doutorado e co-autor do estudo de Yarin. "Quando uma bolha deixa uma superfície submersa, ele empurra a superfície de volta. Você não vê isso, porque as bolhas são minúsculas e a superfície é grande. Mas nós organizamos as bolhas para fazer o chip balançar. "