p As vezes, gotas líquidas não caem. Em vez de, eles escalam. Usando simulações de computador, os pesquisadores agora mostraram como induzir as gotículas a subir escadas sozinhas. p Este comportamento de subir escadas pode ser útil em tudo, desde tratamento de água e novos dispositivos microfluídicos lab-on-a-chip, para processamento bioquímico e ferramentas de diagnóstico médico. Os pesquisadores, do Instituto Indiano de Tecnologia em Roorkee, Índia, e a York University em Toronto, descreva suas descobertas esta semana no jornal Física dos Fluidos .

p Para fazer as gotas subirem, esta nova pesquisa revela que você precisa de uma escada cuja superfície adira a cada gota mais facilmente a cada degrau. Uma superfície na qual uma gota se cola facilmente tem o que é chamado de alta molhabilidade, fazendo com que a gota se espalhe e se aplique. Em uma superfície de baixa molhabilidade, Contudo, a gota ficaria mais esférica, como gotas de chuva escorrendo em uma jaqueta impermeável.

p Os pesquisadores usaram anteriormente um gradiente de capacidade de umedecimento crescente para induzir as gotas a se moverem por uma superfície plana e até mesmo subirem um declive. Uma gota de água, por exemplo, é mais atraído por uma superfície hidrofílica com sua maior molhabilidade, portanto, uma inclinação com uma superfície hidrofílica crescente à medida que sobe pode "puxar" uma gota morro acima.

p Superfícies reais nunca são perfeitamente lisas, Contudo; em escalas pequenas o suficiente, uma superfície eventualmente parece áspera. Uma inclinação nessas escalas é na verdade uma escada microscópica. "A maioria das superfícies são texturizadas, e a mobilidade de uma gota sobre tais superfícies requer subir escadas, "disse Arup Kumar Das do IIT Roorkee.

p Para explorar como uma gota pode subir degraus - e, portanto, se essa técnica pode funcionar em aplicações de superfície do mundo real - os pesquisadores simularam a física de gotas do tamanho de microlitros em escadas com um gradiente de molhabilidade.

p Essas gotas são mais largas do que o comprimento de cada etapa, então seu lado principal está em um degrau mais alto com uma superfície mais úmida, do que o lado posterior. A parte frontal da gota, portanto, se espalha mais, formando um menor, ângulo mais plano com a superfície.

p A diferença de ângulos entre a frente e a traseira das gotículas de escalada faz com que o líquido dentro da gota circule. Quando a borda de ataque da gota atinge a próxima etapa, a circulação impulsiona a gota para a frente, transbordando para a próxima etapa superior, e o processo se repete.

p Se a gota tem força suficiente para superar a gravidade depende do tamanho da gota, a inclinação dos degraus e as diferenças de molhabilidade. Em geral, uma gota maior é melhor para subir escadas, e para passos mais íngremes, deve haver um gradiente de molhabilidade mais alto.

p Os pesquisadores agora estão trabalhando em experimentos para confirmar os resultados da simulação.

p Muitos outros métodos para controlar as gotículas dependem de forças externas, como variações de temperatura, e campos elétricos e magnéticos. Mas, Das explicou, esses métodos costumam ser desafiadores e complexos. O novo estudo mostra que abordagens passivas como molhabilidade podem ser mais eficientes. "Passivo significa que podemos manipular uma gota para subir escadas de maneira sustentável, sem usar uma força externa, " ele disse.