O efeito Marangoni é um experimento de física popular. É produzido quando uma interface entre a água e o ar é aquecida em apenas um ponto. Uma vez que este calor irradiará para fora, um gradiente de temperatura é produzido na superfície, fazendo com que o fluido se mova através do processo de radiação de convecção. Quando impurezas insolúveis são introduzidas nesta superfície, eles são imediatamente varridos para o lado do recipiente de água. Por sua vez, isso cria um gradiente na tensão superficial que faz com que a interface se torne elástica.

As estruturas desses fluxos foram bem compreendidas teoricamente por mais de um século, mas ainda não se alinham completamente com as observações experimentais do efeito. Em um novo estudo publicado em EPJ E , Thomas Bickel, da Universidade de Bordeaux, na França, descobriu novas leis matemáticas que regem as propriedades dos fluxos de Marangoni.

O efeito Marangoni pode ter uma variedade de aplicações, por exemplo, em soldagem e fabricação de computadores. Portanto, As descobertas de Bickel podem fornecer novas informações importantes para pesquisadores e engenheiros que trabalham com sistemas baseados em fluidos. Bickel descobriu que em águas mais profundas, a região em que as impurezas são removidas diminui de tamanho com o aumento da elasticidade da superfície. Fora dessas regiões, Os fluxos de Marangoni são anulados por contrafluxos provenientes das impurezas, o que significa que o fluido se torna estático. A região pode até desaparecer se a elasticidade da superfície for muito grande, nesse caso, a concentração de impurezas na interface torna-se constante. Além disso, o limite da região fica mais borrado em águas rasas.

Bickel descobriu esses mecanismos por meio de derivações matemáticas, a partir das propriedades conhecidas dos fluxos de Marangoni. Ele então incorporou aspectos, incluindo profundidade da água e concentração de impurezas, e ele calculou seu efeito no sistema geral. A pesquisa de Bickel mostra que mesmo nos antigos, experimentos de física bem estudados, a análise matemática ainda pode revelar novos processos.