Em seu próximo passeio pela floresta, dê uma olhada nas gotas de orvalho penduradas nas folhas. Se você vir umidade em um cipreste ou zimbro com suas folhas bifurcadas distintas, você provavelmente verá aquelas gotículas de água desafiando as regras da física.

Inspirado nas grandes gotas que se formam na ponta de uma folha ou outro filamento fino, uma equipe de pesquisadores da Utah State University, Universidade de Liège, Bélgica, e a Brigham Young University descobriram o ângulo exato em que uma fibra dobrada retém a maior parte do fluido. Suas descobertas foram publicadas em 15 de março na Royal Society of Chemistry's Matéria Macia , um dos principais periódicos que cobrem física, química e biologia.

Pesquisador principal, Dr. Tadd Truscott, criador do mundialmente conhecido Splash Lab na USU, diz que o estudo oferece uma visão importante no campo da dinâmica dos fluidos.

"Pela primeira vez, podemos identificar o ângulo exato de uma fibra dobrada que reterá a maior parte do fluido, "disse ele." Esta pesquisa tem muitas aplicações industriais, incluindo a fabricação de medicamentos ou no desenvolvimento de tecnologias que usam microfluídica. Isso também pode ser útil no desenvolvimento de redes de coleta de névoa mais eficientes, que estão se tornando mais populares em regiões áridas. Ou por outro lado, esta pesquisa pode inspirar um design de desumidificador mais eficiente. "

Truscott usa a analogia de uma teia de aranha para ilustrar o conceito de fibra dobrada. Gotículas de água se fixam nas fibras da teia em vários locais, mas as gotas maiores se acumulam nas interseções das fibras que formam ângulos agudos. O melhor ângulo para uma gota grande:36 graus.

"Após o teste experimental, determinamos que uma fibra dobrada formando um ângulo de 36 graus retém a maior parte da água, "Truscott acrescentou." Essa quantidade é três vezes mais do que pode ser suspensa em uma fibra horizontal. "

Os pesquisadores, incluindo o Dr. Zhao Pan da USU, Dra. Floriane Weyer e Dr. Nicolas Vandewalle da Universidade de Liège e Dr. William Pitt da BYU, testou sua teoria da fibra dobrada usando um aparelho especialmente construído. Drs. Weyer e Pan construíram uma estrutura circular rígida e amarraram fibras de náilon de um lado a outro da estrutura. Em seguida, eles anexaram uma fibra mais estreita no centro e puxaram a fibra horizontal original para cima, formando um v. de cabeça para baixo. Variando os locais de fixação da fibra, eles podiam mudar o ângulo formado entre as duas metades da fibra dobrada.

Os líquidos foram aplicados no canto da fibra usando uma micropipeta. O volume da gota aumentou gradativamente até que a gota se soltou da fibra.

Truscott e seus colegas do Splash Lab usaram fotografia de alta velocidade para capturar todo o processo. A filmagem e outros detalhes foram então analisados ​​e modelados matematicamente por Zhao Pan da USU com a ajuda de William Pitt da BYU.

Os pesquisadores, claro, não são os primeiros a serem inspirados por gotículas na natureza. O antigo poeta Tu Fu (712-770 DC) registrou sua observação de "pesadas gotas e gotas de orvalho". Jules Renard escreveu uma observação semelhante há cerca de 125 anos:"Algumas gotas de orvalho em uma teia de aranha e aqui está um rio de diamante." Truscott diz que o estudo da gota oferece uma conexão entre ciência e arte.

"Essa é a melhor parte do nosso laboratório, "disse ele." Somos nerds da ciência de diferentes culturas, mas todos nós somos apaixonados por literatura e arte. "