Desde as gotas de chuva rolando pela sua janela até o fluido passando por um teste rápido COVID, não podemos passar um dia sem observar o mundo da dinâmica dos fluidos. Naturalmente, a forma como os líquidos atravessam as superfícies é um assunto muito pesquisado, onde novas descobertas podem ter efeitos profundos nos campos da tecnologia de conversão de energia, arrefecimento eletrónico, biossensores e micro/nanofabricações.



Agora, usando modelagem matemática e experimentação, pesquisadores da Faculdade de Engenharia da Universidade de Kyushu expandiram um princípio fundamental em dinâmica de fluidos. Suas novas descobertas podem levar ao desenvolvimento de produtos mais eficientes em muitas indústrias de base líquida, como a fabricação de eletrônicos de ponta e o diagnóstico de doenças em laboratório.

"Vivemos num mundo sempre presente de líquidos e fluxos", explica o professor assistente Zhenying Wang, o primeiro autor do estudo publicado no Journal of Fluid Dynamics. . "Ao longo das décadas, os cientistas têm feito esforços para descrever matematicamente os fenómenos aparentemente simples de fluxo e propagação de líquidos. Por exemplo, a lei de Tanner descreve como uma gota de água se espalha numa superfície sólida ao longo do tempo."

No entanto, essas equações permanecem incompletas. Mesmo a clássica lei de Tanner só é válida para líquidos não voláteis como o petróleo. A lei se torna menos confiável quando se trata de líquidos voláteis como água, álcool e perfumes devido à entrada em ação da termodinâmica entre o ar, o líquido e a superfície.

“Portanto, analisamos as leis atuais na esperança de expandir a nossa compreensão da dinâmica dos líquidos voláteis”, continua Wang. "Começamos introduzindo matematicamente parâmetros que refletem como os líquidos voláteis reagem sob condições semelhantes quando a lei de Tanner foi derivada."

A equipe - em colaboração com Prashant Valluri da Universidade de Edimburgo e George Karapetsas da Universidade Aristóteles de Thessaloniki - conduziu então uma série de experimentos imaginando cuidadosamente o movimento e a termodinâmica de líquidos voláteis. Essas duas abordagens permitiram aos pesquisadores ampliar os princípios estabelecidos de dinâmica de fluidos e montar uma imagem mais diversificada da física dos líquidos voláteis interagindo com a superfície e o ar.

“O trabalho aqui retrata uma vasta gama de casos reais e traça um quadro mais completo da dinâmica dos líquidos que não poderia ser explicado simplesmente pela lei de Tanner”, explica o co-autor do artigo, Professor Associado Chihiro Inoue.

"Em um nível mais prático, esses resultados poderiam desempenhar um papel significativo em várias indústrias de base líquida, por exemplo, no resfriamento de eletrônicos e outros dispositivos de energia. O mundo da dinâmica de fluidos pode ser muito meticuloso, mas é necessário um exame cuidadoso dele. se quisermos decifrar os fluxos fundamentais que nos rodeiam."