Una nuova ricerca dell'Università di Warwick genera nuove informazioni su come schizzi una goccia di pioggia o un caffè versato.

Il dottor James Sprittles del Mathematics Institute ha creato una nuova teoria per spiegare esattamente cosa succede - nel minuscolo spazio tra una goccia d'acqua e una superficie - a causare uno spruzzo.

Quando cade una goccia d'acqua, è impedito di diffondersi uniformemente su una superficie da uno strato d'aria microscopicamente sottile che non può spingere da parte - quindi invece di bagnare la superficie, parti del liquido volano via, e viene generato uno splash.

Uno strato d'aria delle dimensioni di 1 micron – cinquanta volte più piccolo della larghezza di un capello umano – può ostruire una goccia d'acqua di 1 mm che è mille volte più grande.

Questo è paragonabile a uno strato d'aria di 1 cm che ferma un'onda di tsunami che si diffonde su una spiaggia.

Il dottor Sprittles ha stabilito esattamente cosa succede a questo minuscolo strato d'aria durante l'azione super veloce sviluppando una nuova teoria, catturando la sua dinamica microscopica – tenendo conto di diverse condizioni fisiche, come viscosità del liquido e pressione dell'aria, per prevedere se si verificheranno o meno schizzi.

Più bassa è la pressione dell'aria, più facilmente l'aria può fuoriuscire dallo strato schiacciato – dando meno resistenza alla goccia d'acqua – consentendo la soppressione degli schizzi. Questo è il motivo per cui è meno probabile che le gocce schizzino in cima alle montagne, dove la pressione dell'aria è ridotta.

La comprensione delle condizioni che causano gli schizzi consente ai ricercatori di scoprire come prevenirli, portando a potenziali scoperte in vari campi.

Nella stampa 3D, le gocce liquide possono costituire gli elementi costitutivi di prodotti su misura come gli apparecchi acustici; fermare gli schizzi è la chiave per realizzare prodotti della qualità desiderata.

Gli schizzi sono anche una parte cruciale della scienza forense:se le gocce di sangue sono state spruzzate o meno, fornisce informazioni sulla provenienza, che possono essere informazioni vitali in un'indagine penale.

Il dottor Sprittles commenta:

"Non ti aspetteresti mai che un evento quotidiano apparentemente semplice mostri una tale complessità. La larghezza dello strato d'aria è così piccola che è simile alla distanza percorsa dalle molecole d'aria tra le collisioni, quindi i modelli tradizionali sono imprecisi ed è necessaria una teoria microscopica.

"Molto promettente, la nuova teoria dovrebbe avere applicazioni a una vasta gamma di fenomeni correlati, come nella scienza del clima – per capire come le gocce d'acqua si scontrano durante la formazione delle nuvole o per stimare la quantità di gas trascinata nei nostri oceani dalle piogge”.