I ricercatori dei dipartimenti di ingegneria meccanica e ingegneria aerospaziale della Texas A&M University stanno analizzando complesse interazioni tra le gocce d'acqua e le superfici dei materiali e stanno conducendo ricerche fondamentali per capire perché alcune goccioline aderiscono alle superfici e perché altre no.

La ricerca ha applicazioni in molti settori, e il team spera che, utilizzando la comprensione fondamentale acquisita, i loro risultati hanno il potenziale per essere applicati a una varietà di scenari per migliorare l'efficienza, sicurezza ed efficacia delle macchine e delle attrezzature industriali.

"Il principio di base che stiamo cercando di studiare con questo è molto comune e tuttavia molto complesso, " ha detto il dottor Sungyon Lee, un assistente professore di ingegneria meccanica. "In un giorno di pioggia, puoi semplicemente guardare fuori dalla finestra e vedere le gocce d'acqua e chiederti, "Perché alcune goccioline scendono dal finestrino e altre no?" Stiamo studiando modi per rispondere a questo concetto fondamentale a causa delle applicazioni che può avere altrove".

Lee spiega che questo fenomeno comune ha applicazioni in settori come i trasporti, olio e gas, costruzione di ingegneria, stampa a getto d'inchiostro a colori e molti altri. Per esempio, una sfida chiave che gli ingegneri aeronautici devono affrontare è che a causa dell'altitudine e della velocità a cui operano gli aerei, le gocce d'acqua che rimangono sulle ali durante il volo possono congelarsi sull'ala e mettere in pericolo l'imbarcazione. La ricerca di Lee può fornire una migliore comprensione fondamentale del motivo per cui le goccioline possono ancora aderire all'ala di un aereo in quelle condizioni e consentire ai progettisti e agli ingegneri di creare le ali in modo tale che le goccioline non si attacchino più, rendendo l'aereo più sicuro.

"Non è una domanda facile a cui rispondere, " Lee ha detto "Ma se prendiamo questo scenario con un mucchio di goccioline su una superficie alare e ora hai il vento che spinge quelle goccioline, diventa ancora più complicato all'aumentare delle forze e dei fattori che causano questi fenomeni. Si scopre che prevedere quella soglia tra ciò che fa aderire una goccia e ciò che la fa scivolare su una superficie non è affatto banale, quindi ci sono molte domande fondamentali che possiamo porre anche in uno scenario semplice".

Lee è coautore di un articolo, "Droplet Depinning in a Wake, " che è stato pubblicato come comunicazione rapida sulla rivista Fluidi per la revisione fisica .

La ricerca fa parte di un progetto finanziato dalla National Science Foundation ed è co-investigato dal Dr. Edward White, capo dipartimento associato e professore associato nel dipartimento di ingegneria aerospaziale. White e i suoi studenti stavano esplorando a che punto le goccioline si staccano dall'esposizione a diverse velocità del vento, interessati alle applicazioni aeronautiche. Lee è stata in grado di portare la sua conoscenza dei fenomeni interfacciali nella meccanica dei fluidi, o come due fasi come l'acqua e una superficie si incontrano e interagiscono, per aiutare White nella sua ricerca e sono diventati co-investigatori del progetto. Lee è il ricercatore principale ed è entusiasta di vedere come la ricerca del team può essere applicata in modo più ampio.

"Mi piace fondamentale, bei problemi come questo ed è solo la punta dell'iceberg, "Ha detto Lee. "La ricerca fondamentale è un altro modo per cambiare il mondo comprendendo meglio il mondo e ottenendo qualcosa di molto più profondo che può essere applicato a una varietà di aree in un senso molto più ampio".