Bolhas (pequenas bolsas de ar) ou loops em band-aids ou fitas podem ser muito irritantes e difíceis de remover. O que mais, eles também podem afetar os materiais usados ​​para fazer eletrônicos flexíveis e robótica suave. Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven e da Universidade de Twente estudaram o descascamento de fita adesiva em loop e desenvolveram um novo modelo para explicar a melhor forma de remover loops problemáticos. A nova pesquisa é publicada em Cartas de Física Européia.

Imagine uma fita onde os dois lados adesivos são grudados, resultando em um laço. Se você tentar remover o laço puxando as duas pontas, algo surpreendente acontece.

O tamanho da área de contato entre os lados pegajosos começa a diminuir, mas o loop não se desenrola como você poderia esperar. Em vez de, conforme você separa os dois lados, o loop apenas diminui de tamanho até atingir um tamanho pequeno crítico e, então, eventualmente se desenrola.

Este comportamento surpreendente deixou Twan Wilting perplexo, Ph.D. candidato no grupo de Fluidos e Fluxos no departamento de Física Aplicada da TU / e trabalhando com Hanneke Gelderblom, há algum tempo. "Eu descobri esse efeito há alguns anos e não consegui encontrar uma solução online. Eu até procurei os YouTubers para obter uma solução, mas sem sucesso. "

Então, em 2019, Wilting frequentou um curso de Jacco Snoeijer (Faculdade de Ciências e Tecnologia, University of Twente) em que Snoeijer discutiu adesivos e falou sobre os vídeos do YouTube com os quais Wilting estava excessivamente familiarizado. "Fui abordado por Twan com o problema depois, e ele me perguntou se eu estaria interessado em trabalhar com ele nisso, "diz Snoeijer." Concordamos em colaborar, e as coisas aconteceram rapidamente depois disso. "

Desafios experimentais

A remoção de loops e bolhas tem implicações para mais do que apenas band-aids e fita adesiva, como Jacco Snoeijer aponta. "Ao trabalhar com materiais para eletrônica flexível fina e robótica macia, é importante saber quais forças devem ser aplicadas para remover bolhas ou loops. De outra forma, você enfrenta a perspectiva de danificar permanentemente o material. "

Para estudar como os loops mudam quando sujeitos a diferentes forças e velocidades de descascamento, os pesquisadores decidiram estudar como os loops evoluíram em fitas diferentes. Mas eles precisavam de uma maneira confiável de fazer loops diretos de fita no laboratório.

"Em laços retos de fita, os dois lados adesivos da fita estão perfeitamente alinhados ou paralelos. Se os dois lados não fossem paralelos, o laço torceria conforme o tamanho diminuísse, e queríamos evitar qualquer distorção da física, "observa Wilting." Como não tínhamos dispositivos automatizados, tivemos que fazer os loops manualmente. Nem é preciso dizer que foi um processo de teste e experimentação. "

Uma vez que os experimentos de descascar foram concluídos, os pesquisadores usaram as observações para construir um novo modelo que descreve o processo de encolhimento do loop e dá uma indicação do tamanho crítico do loop (antes do desenrolar final) e da força crítica de descolamento.

"O modelo combina muito bem com as observações experimentais. Talvez no futuro possamos adicionar mais ao modelo, particularmente em como os adesivos evoluem durante o desamarramento, "diz Snoeijer.

Uma coisa é remover loops em fitas especialmente preparadas, mas é outra coisa remover loops em configurações práticas. Wilting e os pesquisadores sabem que há muitas aplicações para seu modelo no mundo real:"Bolhas e loops ocorrem em revestimentos de várias camadas, eletrônica flexível, robótica suave, mesmo durante a produção de grafeno (o material feito de átomos de carbono em uma estrutura de favo de mel com a espessura de um átomo de carbono). Isso significa que você precisa saber o que acontece durante os processos de dobra e autoadesão, e é aí que nosso modelo pode certamente ajudar. "

Serendipidade e comunicação científica

Finalmente, há um acaso significativo sobre este estudo de pesquisa. Sentado ao lado de Wilting durante o curso ministrado por Jacco Snoeijer em 2019 estava Martin Essink, um Ph.D. candidato trabalhando com Snoeijer que encorajou Wilting a abordar Snoeijer sobre o quebra-cabeça. Adicionado a isso, Snoeijer era o supervisor de Hanneke Gelderblom, Supervisor de Wilting na TU / e. Todos os quatro são autores deste novo artigo.

Então, voltas que se formam em fita adesiva, eletrônica flexível, e flocos de grafeno devem ficar atentos. Seu futuro está prestes a se desvendar de forma construtiva.