As colisões entre bolhas ou gotículas suspensas no líquido são mais complexas do que se pensava. Os pesquisadores do KAUST demonstraram que as condições esperadas para promover a coalescência podem, na verdade, fazer com que a bolha ou o par de gotas rebatam uma na outra.

A descoberta pode ter implicações para muitas aplicações envolvendo sistemas coloidais de fluidos que não se misturam, fluidos imiscíveis, incluindo produtos alimentícios, como molhos para salada com óleo e vinagre, cosméticos e processamento de petróleo bruto.

Teoricamente, quando uma bolha atinge a superfície de um líquido puro, a fina película de líquido entre a bolha e o ar acima deve escoar rapidamente, permitindo que a bolha se aglutine com o ar. O mesmo seria esperado quando duas bolhas se encontrassem dentro do líquido ou quando duas gotas de óleo se juntassem na água. "Contudo, em condições práticas, até mesmo vestígios de contaminação ou surfactante adicionado pode imobilizar o filme líquido fino na interface, tornando o fenômeno muito desafiador de investigar, "diz Ivan Vakarelski, um cientista pesquisador no laboratório de Sigurdur Thoroddsen.

Thoroddsen, Vakarelski e seus colegas já realizaram experimentos de colisão de bolhas e gotículas em um fluido que pode ser produzido na forma ultrapura. "Usamos um líquido de fluorocarbono, o que nos permitiu prever com precisão os efeitos da mobilidade da interface, "Vakarelski diz.

Para comparar a coalescência em uma superfície de alta mobilidade com uma superfície imobilizada, a equipe realizou um conjunto de medições em uma interface de fluorocarbono líquido-ar e um segundo conjunto de medições em uma interface de fluorocarbono líquido-água. Como esperado, a coalescência de bolhas e gotículas na interface de fluorocarbono-ar altamente móvel foi várias ordens de magnitude mais rápida do que para a interface de fluorocarbono-água imobilizada, onde a fina película de líquido foi muito mais lenta para escoar. "Contudo, isso é apenas para casos em que bolhas ou gotículas se aproximam lentamente o suficiente para se aglutinarem sem saltar para trás, "Vakarelski diz.

Contra-intuitivamente, bolhas ou gotículas que atingem a interface altamente móvel de fluorocarbono líquido-ar ricocheteiam na interface com muito mais força do que na interface imobilizada. A razão é que há menos atrito na interface móvel e, portanto, menos energia é perdida durante o salto. "Para nosso conhecimento, nossos estudos e simulações são os primeiros a demonstrar um efeito de salto aprimorado devido à mobilidade da interface, "Vakarelski diz.

"Compreender este novo efeito ajudará a melhorar a previsão e a manipulação da estabilidade do sistema coloidal, que é de grande importância prática para cosméticos e emulsões alimentares, processamento de petróleo bruto e operação de dispositivos microfluídicos, "Thoroddsen acrescenta.