p Segure uma bebida gelada em um dia quente, e observe como pequenas gotas se formam no vidro, eventualmente coalescendo em uma camada de umidade (e levando você a pegar uma montanha-russa). p Este processo físico básico, condensação, é o que refrigeradores e condicionadores de ar usam para remover o calor do vapor, transformando-o em líquido. Assim como o vidro frio, as superfícies dos condensadores de metal formam camadas finas de umidade enquanto funcionam.

p E isso é um problema. A camada de líquido atua como uma barreira termicamente resistente entre o vapor quente e a superfície fria do condensador, diminuindo a eficiência de transferência de calor do condensador. Idealmente, as gotas no condensador, em vez de coalescer, simplesmente se levantaria e se afastaria, abrindo caminho para que mais vapor entre em contato com o condensador e se transforme em líquido.

p Cientistas de materiais da Colorado State University passaram um tempo pensando sobre esse problema. Eles publicaram a física fundamental de uma possível solução na revista Avanços da Ciência . Sua nova estratégia pode aumentar potencialmente a eficiência dos condensadores, usado em muitos produtos domésticos e industriais.

p Uma equipe liderada por Arun Kota, professor assistente de engenharia mecânica e da Escola de Engenharia Biomédica, descobriu como evitar que as gotículas condensadas se aglutinem em um filme, e para fazer as gotículas saltarem alto o suficiente para se moverem para longe da superfície do condensador.

p "Acreditamos que nossa estratégia tem potencial para habilitar condensadores de próxima geração com maior eficiência, "Kota disse." Nossa estratégia é simples, sem potência e escalável. "Os experimentos e simulações numéricas foram realizados pelos co-autores do artigo:o estudante de graduação da CSU Hamed Vahabi e o pesquisador de pós-doutorado Wei Wang.

p A solução deles é uma combinação de criatividade, química e física, junto com a extensa pesquisa do laboratório de Kota em superfícies "superomnifóbicas" que repelem muitos tipos diferentes de líquidos. Os pesquisadores desenvolveram a física do uso de uma superfície superomnifóbica com arestas em forma de faca para formar essas gotículas saltadoras.

p Quando as gotículas se aglutinam nessas cristas superomnifóbicas, a arquitetura do cume causa o novo, gota maior para saltar com energia cinética significativamente maior em comparação com superfícies sem arquitetura de crista. Os pesquisadores imaginam que os condensadores pontilhados com essas cristas superomnifóbicas podem remover as gotículas condensadas com mais eficiência, levando a uma maior eficiência de transferência de calor.

p Outros pesquisadores demonstraram a capacidade de fazer as gotículas saltarem desta forma, mas o trabalho da CSU é diferenciado pela combinação da superfície superomnifóbica com a arquitetura de cume específica. Além disso, eles fizeram o fenômeno da gota saltitante funcionar com uma ampla gama de líquidos, incluindo aqueles com baixa tensão superficial e alta viscosidade. Eles também mostraram que o conceito funciona em muitos tamanhos, desde macroscópicas até escalas de comprimento de mícron e, potencialmente, até escalas de comprimento de sub-mícron.