Un team di ricercatori guidati dall’Università di Tokyo ha sviluppato un modello teorico che rivela come le goccioline crescono attorno a minuscole particelle su una superficie. Questo modello potrebbe portare a nuovi modi per controllare la crescita e la forma delle goccioline, che hanno applicazioni in una varietà di campi, come le superfici autopulenti, la microfluidica e la biostampa.

Quando una goccia di liquido viene posizionata su una superficie, può espandersi o formare una calotta sferica, a seconda della chimica della superficie e delle proprietà del liquido. Se la superficie è idrofila (che ama l'acqua), la gocciolina si espanderà, mentre se la superficie è idrofobica (che odia l'acqua), la gocciolina formerà una calotta sferica.

Nel caso di una gocciolina liquida su una superficie con particelle minuscole, la gocciolina può crescere attorno alle particelle, formando un "ponte capillare". Il ponte capillare si forma perché le particelle agiscono come siti di nucleazione per il liquido e le molecole liquide sono attratte dalle particelle e tra loro.

I ricercatori hanno sviluppato un modello teorico che descrive come il ponte capillare cresce nel tempo. Il modello tiene conto della tensione superficiale del liquido, dell'angolo di contatto tra il liquido e la superficie e della dimensione delle particelle.

Le previsioni del modello sono state confrontate con le misurazioni sperimentali della crescita dei ponti capillari e le due sono risultate in buon accordo. Ciò dimostra che il modello è accurato e può essere utilizzato per prevedere come cresceranno i ponti capillari su una superficie.

I ricercatori affermano che il modello potrebbe essere utilizzato per progettare superfici che promuovano o inibiscano la crescita dei ponti capillari. Ciò potrebbe avere applicazioni in una varietà di campi, come ad esempio:

* Superfici autopulenti:i ponti capillari possono essere utilizzati per trasportare goccioline liquide su una superficie, che potrebbero essere utilizzate per creare superfici autopulenti.

* Microfluidica:i ponti capillari possono essere utilizzati per controllare il flusso di liquido nei dispositivi microfluidici, utilizzati in una varietà di applicazioni, come la somministrazione di farmaci e i dispositivi lab-on-a-chip.

* Bioprinting:i ponti capillari possono essere utilizzati per depositare goccioline di bioinchiostro su una superficie, che potrebbero essere utilizzate per creare strutture 3D per l’ingegneria dei tessuti.

I ricercatori affermano che il modello è uno strumento prezioso per comprendere come le goccioline crescono attorno a minuscole particelle su una superficie. Questa conoscenza potrebbe portare a nuovi modi per controllare la crescita e la forma delle goccioline, che hanno applicazioni in una varietà di campi.