¿Cómo le gustaría una superficie de cocina que se limpia sola? Los avances tecnológicos como este podrían estar un paso más cerca después de un gran avance de la Universidad de Northumbria y la Universidad de Nottingham Trent.
Utilizando técnicas experimentales, los investigadores han realizado la primera observación directa del escurridizo proceso de deshumectación, que tiene lugar cuando una película líquida se retrae para formar una gota en forma de cuenta. El logro ahora podría generar una nueva línea de investigación y conducir a grandes avances.que involucran el uso de líquidos, como mejores recubrimientos y superficies autolimpiables más efectivas.
Deshumedecer es lo opuesto a 'esparcir', un proceso familiar que se puede observar día a día, como cuando se coloca una gota de aceite en la superficie de una sartén. El líquido inicialmente tiene forma de perla yse extiende lentamente para formar una película delgada. El proceso opuesto, llamado deshumectación, ocurre cuando una película líquida se retrae de un sólido para formar una gota en forma de gota, que se puede observar cuando se deja secar una ventana húmeda.
Los detalles de la deshumectación son extremadamente importantes para cualquier situación que involucre la remoción o secado de un líquido. A pesar de su aparente simplicidad, la observación directa de la deshumectación completa de una gota en una sola gota había sido esquiva y difícil de lograr hasta Northumbria yEl reciente experimento de Nottingham Trent.
en un artículo reciente en la revista avances científicos , el equipo de investigación encontró una solución ingeniosa a este problema. Usando un método novedoso conocido como dielectrowetting, explotaron las propiedades eléctricas de los líquidos para forzar a un líquido a recubrir una superficie sólida usando un voltaje aplicado.
El profesor Glen McHale, vicerrector adjunto Ingeniería y Medio Ambiente de la Universidad de Northumbria y profesor de Física Aplicada y de Materiales, dijo: “Nuestra configuración experimental abre la posibilidad de preparar formas líquidas de una manera muy controlada, que luego se humedecen. Esto puede conducir a nuevos métodos para la manipulación de líquidos en tecnologías como el revestimiento y las superficies autolimpiables ".
Al incrustar electrodos con patrones muy delgados en el sólido y colocarlos cuidadosamente en un patrón circular, el equipo logró la formación de una delgada película circular de líquido. Al apagar el voltaje, revelaron, por primera vez, el proceso de deshumectación completode la película líquida a una forma de gota similar a una gota.
"A primera vista, uno podría haber esperado que la deshumectación sea solo la inversión en el tiempo de la propagación. Sorprendentemente, encontramos que la deshumectación no se propaga a la inversa", dijo el profesor Carl Brown de la Escuela de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Nottingham Trent. "En lugar deuna secuencia suave de formas similares a gotas, la película de deshumedecimiento forma un borde en su propio borde que se retrae a velocidad constante durante la mayor parte del proceso de deshumectación ”.
Para comprender este comportamiento, el equipo usó una combinación de teoría y simulaciones numéricas para racionalizar los experimentos. El Dr. Rodrigo Ledesma-Aguilar, de Northumbria, dijo: “Tanto las simulaciones como la teoría apoyan que el líquido tiende a adoptar el local más cercanoforma de equilibrio que puede durante la deshumectación. Esto explica la forma suave del borde que sobrevive durante la mayor parte del proceso ".
Andrew Edwards, primer autor del artículo, de la Universidad de Nottingham Trent, dijo: "Revelar la dinámica de una película deshumectante en todos sus detalles ha sido una experiencia alucinante. Esta es mi primera contribución original como estudiante de doctorado y me ha permitidoaplicar una variedad de conocimientos adquiridos en mi primer grado como físico. Es muy agradable ver cómo los experimentos están tan bien descritos por la teoría y las simulaciones ".
El Dr. Michael Newton, de la Universidad de Nottingham Trent, agregó: “Nuestro método se puede utilizar para aprender más sobre la física subyacente detrás de otros fenómenos de deshumectación como la condensación, la evaporación y el rebote de gotas. Estos procesos son críticos para aplicaciones como la recolección de niebla, recubrimiento y lubricación. La técnica desarrollada también se puede utilizar para caracterizar las propiedades de los líquidos cuando solo se dispone de pequeños volúmenes ”.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Northumbria . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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