Dalla precisa stampa a getto d'inchiostro alla visione chiara attraverso le lenti per occhiali:l'influenza delle goccioline e il loro movimento modella numerosi ambiti della nostra vita quotidiana. Mentre sulle stampe a getto d’inchiostro le goccioline dovrebbero rimanere esattamente al loro posto, è auspicabile che si muovano rapidamente sulla superficie delle lenti per occhiali. La ricerca sui processi di bagnatura gioca quindi un ruolo cruciale per migliorare ulteriormente le applicazioni tecnologiche.

L'interazione tra liquidi e superfici dipende non solo dalle proprietà della superficie ma anche dalle proprietà del liquido. Tuttavia, negli ultimi anni un progetto di ricerca avviato presso l’Istituto Max Planck per la ricerca sui polimeri (MPI-P) si è concentrato su un’altra dimensione:le cariche elettriche. Questi svolgono un ruolo decisivo nei complessi processi di bagnatura.

"Nei nostri esperimenti abbiamo scoperto che una goccia che scivola su una superficie può lasciare dietro di sé una scia di cariche elettriche, che influenzano poi le goccioline successive", spiega Hans-Jürgen Butt, direttore del dipartimento "Fisica delle interfacce" all'Università MPI-P.

In un nuovo articolo ora pubblicato sulla rivista Physical Review Letters Butt e i suoi colleghi hanno esaminato più da vicino gli effetti di questa scia di carica sulle proprietà delle goccioline. Se una goccia scivola lungo una piastra inclinata, come nell'esperimento condotto, le goccioline formano angoli diversi rispetto alla superficie della piastra sui lati anteriore e posteriore. La differenza tra questi due angoli, la cosiddetta "isteresi dell'angolo di contatto", è significativamente alterata dalla presenza di una carica superficiale.

"Abbiamo lavorato con diverse configurazioni:una volta in modo che la piastra e la gocciolina possano caricarsi e un'altra in modo che solo la piastra possa caricarsi", afferma Butt, descrivendo l'esperimento. Da un lato hanno potuto dimostrare che le cariche influenzano gli angoli di contatto e quindi anche il comportamento di bagnatura, ma anche che l'effetto si verifica indipendentemente dal fatto che le goccioline e/o la piastra siano cariche.

Le indagini dei ricercatori contribuiscono all'uso mirato delle cariche nelle applicazioni per manipolare il comportamento delle goccioline o per ridurre gli effetti indesiderati che si verificano a causa delle cariche nelle analisi biochimiche utilizzando microfluidi o durante la condensazione negli scambiatori di calore.

Ulteriori informazioni: Xiaomei Li et al, La deposizione di carica superficiale mediante gocce in movimento riduce gli angoli di contatto, lettere di revisione fisica (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.228201

Informazioni sul giornale: Lettere di revisione fisica

Fornito dalla Max Planck Society