A vida útil de uma gota líquida que está se transformando em vapor pode agora ser prevista graças a uma teoria desenvolvida na Universidade de Warwick. O novo entendimento agora pode ser explorado em uma infinidade de ambientes naturais e industriais, onde o tempo de vida das gotas líquidas governa o comportamento e a eficiência de um processo.

A evaporação da água em vapor faz parte de nossa existência diária, criando plumas que emanam de uma chaleira fervendo e nuvens salientes como parte do ciclo da água da Terra. Gotas de líquido evaporando também são comumente observadas, por exemplo. conforme o orvalho da manhã desaparece da teia de aranha, e são essenciais para tecnologias como motores de combustão com injeção de combustível e dispositivos de resfriamento evaporativo de última geração para eletrônicos de última geração.

Pesquisadores do Instituto de Matemática e da Escola de Engenharia da Universidade de Warwick publicaram o artigo "Lifetime of a Nanodroplet:Kinetic Effects &Regime Transitions, "publicado no jornal Cartas de revisão física , em que eles exploram a vida útil de uma gota de líquido.

As teorias atuais afirmam que o quadrado do diâmetro da gota diminui proporcionalmente ao tempo (lei clássica); Contudo, este período representa apenas uma pequena parte da evolução da queda. À medida que o diâmetro se aproxima da escala micro e nano não observável, a dinâmica molecular deve ser usada como experimentos virtuais e mostram um cruzamento para um novo comportamento, com o diâmetro agora reduzindo em proporção ao tempo (lei da escala nanométrica).

A pesquisa em Warwick mostrou que esse comportamento ocorre devido à física complexa no fluxo de vapor, o que pode resultar em saltos de temperatura em apenas algumas moléculas de até 40 graus! Este comportamento é contra-intuitivo para nossas experiências diárias (na macroescala), onde estamos acostumados a mudanças relativamente graduais de temperatura, mas deve ser contabilizado para prever com precisão os estágios finais da vida de uma gota em evaporação.

O Prof Duncan Lockerby da Escola de Engenharia da Universidade de Warwick comenta:

"A principal conquista aqui é a capacidade da teoria de prever rapidamente a vida útil da gota e criar uma estrutura de modelagem que mantém a precisão de escalas de engenharia típicas até aplicações em nanoescala de ponta"

O Dr. James Sprittles, do Instituto de Matemática da Universidade de Warwick, comenta:

"É fascinante que a intuição baseada em observações cotidianas seja um obstáculo ao tentar entender os fluxos em nanoescala, de modo a, como nesta pesquisa, é preciso apoiar-se na teoria para nos esclarecer. "