Pesquisadores da Universidade de Warwick agora podem explicar por que algumas gotas de água quicam como uma bola de praia nas superfícies, sem nunca realmente tocá-los. Agora, o projeto e a engenharia de futuras tecnologias de gotículas podem se tornar mais precisos e eficientes.

Colisões entre gotas e superfícies líquidas, ou outras gotas, acontecem o tempo todo. Por exemplo, pequenas gotas de água nas nuvens colidem umas com as outras para formar gotas maiores, que pode eventualmente cair e impactar em um sólido, como o pára-brisa do seu carro.

As quedas podem se comportar de maneira diferente após o ponto de colisão, alguns fazem um respingo, alguns revestem a superfície de forma limpa, e alguns podem até quicar como uma bola de praia.

No artigo, publicado hoje em Cartas de revisão física , pesquisadores da Universidade de Warwick encontraram uma explicação para as observações experimentais de que algumas gotas saltam.

Notavelmente, o destino da gota é determinado pelo comportamento de uma minúscula almofada de ar cuja altura pode chegar à escala de nanômetros. Para ter uma noção da escala, pense em algo do tamanho de uma lua quicando em um trampolim de jardim.

Mesmo que a superfície seja perfeitamente lisa, como em condições de laboratório, uma afinidade entre as moléculas de gota e as moléculas de parede (conhecida como atração de van der Waals), significará que na maioria dos casos a queda será comprimida na superfície, impedindo-o de saltar.

A pesquisa revela, por meio de simulações numéricas altamente detalhadas, que para uma gota saltar, a velocidade da colisão deve ser a correta. Muito rápido, e o impulso da queda torna a almofada de ar muito tênue. Muito devagar, e dá tempo para a atração van der Waals se firmar. Na velocidade perfeita, no entanto, a queda pode realizar um salto limpo, como um saltador apenas limpando a barra.

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

"A colisão por queda é parte integrante da tecnologia com a qual confiamos hoje, por exemplo, em impressão a jato de tinta e motores de combustão interna. Compreender melhor o que acontece com as gotas em colisão também pode ajudar no desenvolvimento de tecnologias emergentes, como impressão 3-D em metal, já que sua precisão e eficiência dependerão, em última análise, do que acontecerá com as quedas após a colisão. "

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

"Importante, a almofada de ar é tão fina que muitas vezes as moléculas nunca se encontram ao cruzá-la, semelhante ao vazio do espaço sideral, e as teorias convencionais falham em explicar isso. A nova abordagem de modelagem que desenvolvemos agora terá aplicações para fenômenos baseados em gotículas que vão desde a física da nuvem para a ciência do clima até o resfriamento por spray para a próxima geração de eletrônicos. "