p Os revestimentos de grafeno podem oferecer a capacidade de controlar o processo de evaporação de água de várias superfícies, de acordo com novas pesquisas. p O estudo, realizado por uma equipe da Academia Chinesa de Ciências e do Centro de Inovação Colaborativa de Quantum Matter (Pequim), examinou as interações das moléculas de água com várias superfícies cobertas de grafeno.

p É publicado hoje na revista Materiais 2-D .

p Autor principal, Dr. Yongfeng Huang, da Academia Chinesa de Ciências, disse:"A evaporação de gotículas de água é um fenômeno onipresente e complicado, e desempenha um papel fundamental na natureza e na indústria. Compreendendo seu mecanismo em escala atômica, e controlar a taxa de evaporação de forma racional é importante para aplicações que incluem transferência de calor e controle de temperatura corporal. Contudo, continua a ser um desafio significativo. "

p Os experimentos da equipe mostraram que um revestimento de grafeno controla a evaporação da água, suprimindo a taxa de evaporação em superfícies hidrofílicas, e acelerar a evaporação nos hidrofóbicos.

p Dr. Huang disse:"Mais importante, descobrimos que o grafeno é 'transparente' para evaporação. Quando uma superfície hidrofílica é revestida com grafeno, a linha de contato da gota de água é dramaticamente encurtada ou alongada, devido ao ajuste nos ângulos de umedecimento. Isso leva a mudanças na taxa de evaporação. "

p Os pesquisadores queriam entender a 'transparência' na evaporação mediada pelo grafeno, e descobrir sua estrutura subjacente na escala atômica. Para fazer isso, eles realizaram simulações de dinâmica molecular na evaporação de gotículas de água, em superfícies com e sem revestimento de grafeno.

p Pela primeira vez, eles identificaram o mecanismo de escala atômica para eventos de evaporação induzida por substrato. Eles descobriram que a molécula de água forma um estado precursor na linha de contato antes de evaporar.

p Dr. Huang explicou:"Uma análise mais aprofundada mostrou que a densidade da água nos estados de transição de evaporação é maior na linha de contato, em seguida, diminui exponencialmente à medida que se afasta do substrato. A dessorção de água única na linha de contato domina o processo de evaporação de gotículas. Uma vez que o grafeno não altera a energia de ligação de uma única molécula de água, tem efeitos desprezíveis na evaporação por linha de contato.

p "Nossos resultados são uma descoberta importante sobre a evaporação mediada pelo grafeno, e também apontam para novas maneiras de controlar racionalmente o processo de evaporação, para aplicações realistas em transferência de calor, impressão e áreas afins. "

p Professor James Sprittles da Universidade de Warwick, O Reino Unido avaliou o trabalho. Ele disse:"Usando experimentos complementados com simulações de dinâmica molecular, Dr. Huang e colegas de trabalho forneceram percepções fascinantes sobre os mecanismos moleculares que governam a evaporação de gotículas de água em substratos revestidos de grafeno tecnologicamente relevantes.

p "A pesquisa mostra que a molhabilidade é a única responsável pelas mudanças na taxa de evaporação, e simultaneamente abre vários tópicos interessantes para pesquisas futuras, por exemplo, como os efeitos moleculares (por exemplo, nanofilmes precursores e flutuações térmicas) podem ser incorporados na modelagem macroscópica. "