Quando una goccia di liquido colpisce una superficie ad una velocità sufficientemente elevata, schizza, non c'è dubbio. Ma a volte gli schizzi non sono utili. I ricercatori stanno lavorando su metodi per "evitare gli spruzzi" che potrebbero prevenire gli schizzi di fluidi nocivi o non igienici in una serie di ambienti, dagli ospedali alle cucine - e forse anche agli orinatoi.

In un nuovo documento condotto da scienziati dell'Università di Oxford e pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , i ricercatori mostrano che rivestire una superficie con uno strato sottile di un materiale morbido come un gel o una gomma potrebbe fornire una soluzione semplice a questo problema.

Il ricercatore capo Professor Alfonso Castrejón-Pita, Royal Society University Research Fellow presso il Dipartimento di Scienze ingegneristiche di Oxford, ha dichiarato:"Ci siamo resi conto che nessuno aveva effettivamente studiato sistematicamente cosa succede quando le goccioline colpiscono i substrati morbidi. Nel nostro studio, abbiamo lasciato cadere goccioline di etanolo su materiali morbidi fatti di silicone, il materiale spesso utilizzato nei sigillanti per il bagno. Il silicone è molto utile, in quanto può essere realizzato per avere diversi livelli di rigidità, che vanno da un materiale paragonabile alla gelatina a qualcosa con una consistenza più simile a quella di una gomma da matita.

"Abbiamo filmato gli impatti con una telecamera ad alta velocità a velocità fino a 100, 000 fotogrammi al secondo, circa 4, 000 volte più veloce di un normale telefono cellulare e poi ha studiato le dinamiche degli schizzi. Combinando questi esperimenti con alcuni modelli teorici e simulazioni al computer dettagliate, abbiamo scoperto che minuscole deformazioni del substrato si verificano entro i primi 30 microsecondi dopo l'impatto, quale, sorprendentemente, può essere appena sufficiente per sopprimere completamente gli schizzi.

"La cosa più sorprendente è che hai bisogno di circa il 70% in più di energia per ottenere una goccia per schizzare via questi materiali morbidi rispetto ai materiali duri. Se pensi a una goccia che cade da una certa altezza, abbiamo bisogno del doppio dell'altezza per farlo schizzare nelle superfici più morbide.'

C'è stato poco lavoro svolto per evitare schizzi. È stato dimostrato che le goccioline nel vuoto non schizzano, e goccioline che colpiscono un sottile, membrana elastica hanno molte meno probabilità di schizzare. Lo spostamento del supporto di stampa ad alta velocità può sopprimere gli schizzi su un lato della goccia ma aumentare gli schizzi sull'altro lato. Nessuno ha ancora visto come i semplici rivestimenti possano fornire una protezione completa contro gli schizzi.

Il professor Castréjon-Pita ha dichiarato:"Riteniamo che le superfici morbide con la giusta rigidità potrebbero essere utilizzate in una serie di situazioni in cui vengono utilizzati fluidi "pericolosi" o "cattivi". È sorprendentemente facile che le goccioline si trasformino in aerosol o spray quando schizzano:una goccia di un tipico solvente come etanolo o metanolo schizzerà se fatta cadere da un'altezza di circa 20 cm e genererà goccioline di quel materiale che possono essere portate via da aria. Quindi, se lavori con sostanze chimiche o biomateriali pericolosi, sarebbe utile sapere che non genererai spray o aerosol se cade qualche goccia, esponendoti a malattie o materiali nocivi. Questo è anche il caso dell'uso di vassoi per strumenti durante l'intervento chirurgico:questa tecnica potrebbe prevenire gli schizzi di fluidi corporei.

'Per quanto riguarda l'igiene, la trasmissione di campylobacter o altri agenti intossicanti alimentari in una cucina tipica ne è un esempio. Nel Regno Unito, c'è una grande campagna per impedire alle persone di lavare il pollo crudo prima della cottura a causa degli schizzi. Può essere utile una superficie in grado di fermare gocce accidentalmente versate di liquidi di pollo crudo. E anche lo sviluppo di un orinatoio senza schizzi sarebbe il benvenuto!'

Il professor Castréjon-Pita ha aggiunto:"C'è sicuramente più lavoro da fare in questo settore. Più morbido rendi un materiale, più spesso diventa appiccicoso e debole, due cose che non sono l'ideale per rendere utile, rivestimenti a lungo termine. La sfida principale di questo lavoro è come superarla. Per fortuna, il lavoro recente è iniziato per sviluppare nuovi materiali che possono essere morbidi, forti e non appiccicosi, come idrogel resistenti, quindi ci sono sicuramente molti approcci da esplorare.'