Fotocamere che riprendono fino a 25, Sono stati utilizzati 000 fotogrammi al secondo per catturare il momento in cui due gocce di liquido si uniscono e si mescolano, aprendo la ricerca a nuove applicazioni per la stampa 3D.

Con una delle telecamere a colori posizionata sotto le goccioline e l'altra a lato, il sistema sincronizzato è stato in grado di registrare il momento in cui una delle gocce è passata sull'altra, creando un getto di superficie che si è formato in meno di 15 millisecondi, ovvero 15 millesimi di secondo, dopo la loro fusione.

Thomas Sykes, un dottorato di ricerca ricercatore presso l'Università di Leeds e autore principale dello studio, ha affermato che l'uso dell'imaging ad alta velocità ha fornito una nuova visione del complesso modo in cui le goccioline si comportano quando interagiscono, una branca della scienza nota come fluidodinamica.

Signor Sykes, che fa parte sia dell'Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) Center for Doctoral Training in Fluid Dynamics a Leeds che del Leeds Institute for Fluid Dynamics, ha dichiarato:"La chimica alla base delle emergenti tecnologie di stampa 3D comporta il deposito di sostanze chimiche su una superficie. Spesso abbiamo bisogno che tali sostanze chimiche siano posizionate in un modo altamente specifico, per esempio potremmo volere che le goccioline si trovino una accanto all'altra o che una gocciolina poggi su un'altra.

"In altre occasioni vogliamo che si mescolino completamente, per produrre una reazione desiderata alla stampa 3D di strutture più complesse."

Per ottenere il comportamento desiderato delle gocce, gli scienziati hanno cercato di alterare la tensione superficiale delle goccioline, rendendo più facile per loro mescolarsi o rimanere separati. Ma come farlo accadere nel processo di stampa è poco conosciuto.

Nello studio, l'uso di due telecamere sincronizzate ha permesso agli scienziati di vedere cosa stava succedendo sia sulla superficie che all'interno delle goccioline e di fare una migliore valutazione della miscelazione.

Dott. Alfonso Castrejón-Pita, un professore associato e coautore dello studio con sede presso l'Università di Oxford, ha aggiunto:"In passato, ci sono stati casi in cui due goccioline hanno avuto un impatto e ti sei chiesto se si sono mescolate o se una goccia è appena passata sull'altra. Avere due telecamere che registrano l'interazione delle goccioline da diversi punti di vista risponde a questa domanda."

Lo studio è una collaborazione tra ricercatori dell'Università di Leeds, University of Oxford e Queen Mary University of London e i risultati sono stati pubblicati sulla rivista Fluidi per la revisione fisica.

Tendenze future nella stampa 3D

Stampa 3D, noto anche come produzione additiva, è una tecnologia emergente che affonda le sue radici nella stampa computerizzata. Invece di mettere l'inchiostro su una pagina, Le stampanti 3D depositano sostanze chimiche a strati per costruire un oggetto, spesso da un sistema di progettazione assistita da computer.

Gli scienziati sperano di ampliare la gamma e il tipo di prodotti che possono essere realizzati con la stampa 3D, Per esempio, "scaffold" di alta precisione per l'ingegneria tissutale in laboratorio, su cui può essere coltivato il tessuto umano. Ma progressi significativi nella tecnologia richiedono una comprensione più chiara del modo in cui le sostanze chimiche reagiscono quando vengono depositate da una stampante 3D.

il dottor Mark Wilson, un professore associato a Leeds e supervisore principale del progetto, ha dichiarato:"Le tecniche di imaging sviluppate hanno aperto una nuova finestra sulla tecnologia delle goccioline".

"Siamo stati in grado di esporre i flussi interni, durante l'imaging a una velocità sufficiente per catturare le dinamiche veloci. Questa configurazione sperimentale ci consente di visualizzare come, alterando la tensione superficiale delle goccioline, possiamo modificare il loro comportamento".