Ao compreender melhor o comportamento da água em sua menor forma, um professor da Virginia Tech e seu aluno de graduação poderiam estar melhorando a eficiência da remoção da condensação de uma maneira importante.

Jonathan Boreyko, professor assistente do Departamento de Engenharia Biomédica e Mecânica da Virginia Tech College of Engineering, tem estudado gotas de orvalho que "saltam" desde que descobriu o fenômeno na pós-graduação.

De acordo com Boreyko, gotas de orvalho só saltam de superfícies repelentes de água quando atingem um tamanho grande o suficiente - cerca de 10 micrômetros - mas não estava claro por que até que Boreyko e seus alunos fizeram uma descoberta revolucionária, em breve será publicado na revista de alto impacto ACS Nano .

No laboratório de Boreyko, a então estudante de graduação Megan Mulroe experimentou a superfície de chips de silício para ver como a topografia nanoscópica da superfície pode impactar a capacidade de salto da condensação.

Ao criar e testar seis tipos diferentes de superfícies cobertas com os chamados nanopilares - uma reminiscência de estalagmites no chão de uma caverna - Mulroe descobriu que o tamanho crítico da gota que salta pode ser ajustado com base na altura, diâmetro, e pitch dos nanopilares.

"Esses resultados, correlacionado com um modelo teórico, revelou que o gargalo para pular é como as gotículas inflam dentro da superfície depois de se formarem, "Boreyko disse.

Essencialmente, quando os nanopilares são altos e finos, as gotículas formadas dentro e nas fendas podem saltar da superfície em um tamanho muito menor, até dois micrômetros. Da mesma forma, pilares curtos e robustos aumentam o tamanho da gota necessária para pular - em até 20 micrômetros no caso do experimento de Mulroe.

Embora o fenômeno das gotículas saltadoras tenha sido considerada a forma mais eficiente de remoção de condensação, a capacidade de ajustar o tamanho das gotículas pode permitir uma maior eficiência na remoção da condensação das superfícies.

"Esperamos que essas descobertas permitam maximizar a eficiência dos condensadores de gotículas saltadoras, o que poderia tornar as usinas de energia mais eficientes e permitir superfícies anti-embaçantes e autolimpantes robustas, "Boreyko disse." O objetivo final é que todas as gotículas de orvalho que se formam na superfície saltem antes mesmo de serem visíveis a olho nu. "

Mulroe, quem foi o primeiro autor do artigo, conduziu todos os experimentos, enquanto o estudante de graduação Farzad Ahmadi, que está cursando o doutorado em Mecânica de Engenharia, apoiou os resultados com um modelo teórico.

A pesquisa será publicada em 31 de julho em ACS Nano .