Una goccia d'acqua che impatta sul vetro (idrofobica). Credito:Queen Mary University of London
Fare un tuffo dipende dall'angolo di un liquido quando colpisce e si muove lungo una superficie, secondo un nuovo studio della Queen Mary University di Londra.
Se una goccia colpisce abbastanza velocemente una superficie solida asciutta, schizzerà ed essere in grado di prevedere uno spruzzo è necessario per un vasto numero di applicazioni, dal rivestimento ad alta velocità, stampa a getto d'inchiostro, diffusione della malattia, irrorazione delle colture ed erosione del suolo.
In questo studio, pubblicato in Lettere di revisione fisica , i ricercatori hanno esaminato la capacità di una superficie di respingere o attirare un liquido e il ruolo che questa gioca negli schizzi.
Hanno scoperto che l'angolo formato dalla parte anteriore in movimento di una goccia mentre si diffonde lungo una superficie al momento dell'impatto, noto come angolo di contatto dinamico, fornisce informazioni sul fatto che una superficie schizzi o meno.
Quanto una superficie attrae o respinge un liquido è noto come bagnabilità:se attrae è una superficie bagnante e se respinge è una superficie non bagnante.
È la prima volta che l'angolo di contatto dinamico viene studiato ad alte velocità e questa nuova scoperta offre un'informazione in più che si rivela cruciale per prevedere se una goccia d'impatto schizzerà o meno.
In precedenza, si è capito che l'angolo di un liquido, formato da una goccia statica su una superficie, dovrebbe essere usato per determinare la bagnabilità, ma questo studio mostra che non è più rilevante. Invece è l'angolo di contatto dinamico che governa gli schizzi.
Spruzzo. Credito:Queen Mary University of London
Un'applicazione diretta e semplice di questo studio è che è possibile ottenere rivestimenti privi di schizzi pretrattando le superfici di spruzzatura per renderle più bagnabili.
Dott. Rafael Castrejon-Pita, autore principale dello studio della Queen Mary University di Londra, ha dichiarato:"Il nostro documento dimostra che l'angolo di contatto dinamico e le caratteristiche del liquido determinano se una goccia schizzerà o meno e mostriamo che i metodi tradizionali per caratterizzare gli schizzi non riescono a separare il comportamento degli schizzi tra i liquidi.
"Data una certa velocità di impatto, sarà più facile fare schizzi se un substrato non è bagnabile piuttosto che se fosse bagnabile."
Gli esperimenti consistevano nel prendere video ad alta velocità per studiare se una goccia si diffonde o schizza all'impatto su superfici con diverse proprietà di bagnatura.
Goccia d'acqua che colpisce una superficie ricoperta di glaco (un rivestimento superidrofobico). Credito:Queen Mary University of London
Lo studio ha anche coperto una vasta gamma di superfici tra cui bagnabili, idrofobico, e superidrofobico. Inoltre, i ricercatori hanno utilizzato vari liquidi tra cui acqua, etanolo e una soluzione di glicerolo.
La maggior parte degli studi precedenti erano focalizzati su un singolo liquido e una singola superficie.
