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 stampa a getto d’inchiostro.

Quando una goccia di liquido viene posizionata su una superficie, si espanderà e bagnerà la superficie. La forma della goccia sarà determinata dall'equilibrio tra la tensione superficiale del liquido e le forze adesive tra il liquido e la superficie. Se la superficie è liscia e uniforme, la goccia si espanderà formando un cerchio piatto. Tuttavia, se la superficie è ruvida o ruvida, la goccia rimarrà fissata alla superficie in determinati punti e assumerà una forma più irregolare.

Il modello del team tiene conto dell'effetto della ruvidità superficiale sulla crescita delle goccioline. Il modello prevede che la gocciolina crescerà più velocemente nelle aree in cui la superficie è più ruvida e più lenta nelle aree in cui la superficie è più liscia. Questo perché la rugosità superficiale fornisce più siti di nucleazione su cui il liquido può condensare, il che porta a una crescita più rapida delle goccioline.

Il modello del team potrebbe essere utilizzato per progettare superfici che controllano la crescita e la forma delle goccioline. Ad esempio, una superficie potrebbe essere strutturata con un motivo di minuscoli pilastri che farebbero crescere le goccioline in una forma specifica. Questo potrebbe essere utilizzato per creare superfici autopulenti che respingono le gocce d’acqua o per creare dispositivi microfluidici che controllano il flusso dei liquidi.

I risultati del team sono pubblicati sulla rivista Physical Review Letters.