Os cientistas revelaram os mecanismos moleculares precisos que fazem com que as gotas de líquido se combinem, em uma descoberta que pode ter uma variedade de aplicações.

Insights sobre como as gotículas se fundem podem ajudar a tornar as tecnologias de impressão 3-D mais precisas e podem ajudar a melhorar a previsão de tempestades e outros eventos climáticos, o estudo sugere.

Interações simuladas

Uma equipe de pesquisadores das Universidades de Edimburgo e Warwick executou simulações moleculares em um supercomputador para analisar as interações entre pequenas ondulações que se formam na superfície das gotículas.

Essas ondulações - conhecidas como ondas termocapilares - são muito pequenas para serem detectadas a olho nu ou usando as técnicas experimentais mais avançadas.

Os pesquisadores descobriram que essas ondas minúsculas cruzam a lacuna entre as gotículas próximas e fazem o primeiro contato entre elas.

Uma vez que as gotas tocaram, moléculas líquidas unem as duas superfícies como o zíper de uma jaqueta, a equipe diz. Isso leva à fusão completa das gotículas.

Comportamento líquido

O estudo da dinâmica das gotículas de fusão pode ajudar a melhorar a compreensão das condições que causam a formação de gotas de chuva no desenvolvimento de nuvens de tempestade, a equipe diz.

A equipe usou o ARCHER UK National Supercomputing Service - operado pela EPCC, a facilidade de computação de alto desempenho da universidade - para executar suas simulações.

Eles usaram milhares de processadores para modelar interações entre quase cinco milhões de átomos.

A pesquisa, publicado no jornal Cartas de revisão física , foi apoiado pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Físicas e de Engenharia.

"Agora temos um bom entendimento de como as gotículas se combinam em nível molecular. Esses insights, combinado com o conhecimento existente, pode nos permitir entender melhor o crescimento e o desenvolvimento das gotas de chuva em tempestades, ou melhorar a qualidade das tecnologias de impressão. A pesquisa também pode ajudar no projeto de sistemas de refrigeração líquida de próxima geração para novos eletrônicos de alta potência, "diz Sreehari Perumanath, Escola de engenharia, Universidade de Edimburgo.

"A estrutura teórica desenvolvida para as ondas em gotículas em nanoescala nos permitiu entender os notáveis ​​dados de simulação molecular de Edimburgo. a nova teoria nos permite prever o comportamento de gotículas de maior escala de engenharia, que são muito grandes até para o ARCHER capturar, e permitir novas descobertas experimentais, "diz o Dr. James Sprittles, Instituto de Matemática, University of Warwick.