Un liquido contenente particelle mostra il caratteristico schema di essiccazione di un anello di caffè (a sinistra). Se la superficie delle particelle viene modificata con polimeri tensioattivi, la dispersione asciuga in un film omogeneo (a destra). Credito:Marcel Rey
Cosa hanno in comune caffè, vino rosso e inchiostro? Le macchie ostinate che lasciano. Chiunque abbia mai rovesciato una tazza di caffè saprà che il caffè asciuga secondo uno schema insolito, la macchia è più chiara al centro ma diventa più scura lungo il perimetro, un effetto noto come anello del caffè. Il Prof. Dr. Nicolas Vogel e il suo team di ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biologica della FAU e i loro colleghi di Edimburgo stanno studiando una strategia per affrontare l'effetto anello del caffè e produrre un modello di essiccazione coerente. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications .
Quando una goccia di caffè si asciuga, il liquido evapora più velocemente ai bordi che al centro. Piccole particelle solide sono presenti nel caffè quando viene preparato. Vengono trascinati sul bordo della goccia da diverse velocità di asciugatura e lì si separano, formando il caratteristico motivo di un anello di caffè. Questo è un fenomeno universale che si verifica quando si asciugano liquidi contenenti particelle, le cosiddette dispersioni, ad esempio inchiostro, vernice o vino rosso. I modelli ad anello sono altrettanto indesiderabili nei processi tecnici come quando versiamo il nostro caffè. Portano a immagini di stampa irregolari, difetti e degrado delle prestazioni in vari metodi di rivestimento e processi di stampa.
I ricercatori hanno scoperto che il trucco per ottenere modelli di essiccazione coerenti è modificare le superfici delle particelle con catene polimeriche in modo che si respingono efficacemente l'un l'altro pur essendo fortemente attratte dalla superficie della gocciolina. La repulsione spaziale impedisce l'accumulo di particelle sul bordo della gocciolina, mentre l'adesione delle particelle alla superficie delle goccioline si traduce in un film di particelle omogeneo. Quando sono combinati entrambi gli effetti prevengono la formazione di un anello di caffè.
È importante sottolineare che questo metodo non solo consente alle gocce di caffè di asciugarsi in modo uniforme:può essere utilizzato con un'ampia gamma di particelle di pigmento disponibili in commercio e liquidi diversi. Poiché il metodo è facile da implementare e versatile, il nuovo metodo apre la strada a processi di rivestimento affidabili e dispositivi elettronici stampati a getto d'inchiostro in un'ampia gamma di tecnologie avanzate, ad esempio celle solari, transistor o biosensori. + Esplora ulteriormente
