Tecnologia Científica
Gotaculas de dança autoexcitadas
O sistema usa uma gota de solvente laquido - como acetona ou removedor de esmalte - em uma folha fina de material. Quando a gota toca asuperfÍcie pela primeira vez, parte do laquido éabsorvida pelo material e o material incha.
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Leah Burrows - 20/08/2020
Esta plataforma de gotaculas autopropelidas pode ser usada para autolimpeza desuperfÍcies e outras aplicações. Crédito: Harvard SEAS
Controlar o movimento das gotaculas de laquido éimportante em muitas aplicações que geram calor, desde condensadores de usinas de energia atécomputadores pessoais. As técnicas de controle de gotaculas nassuperfÍcies atuais incluem o uso de gravidade antiquada, revestimentos químicos hidrofa³bicos e gradientes de temperatura.
Mas e se uma gota pudesse se propelir atravanãs de umasuperfÍcie sem produtos quamicos, gradientes pré-programados ou energia adicional?
Agora, pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas (SEAS) de Harvard John A. Paulson descreveram uma estrutura para o movimento de gotaculas autoexcitadas. A pesquisa foi publicada na Physical Review Letters .
"Aproveitar esses comportamentos e movimentos em sistemas de pelacula fina pode fornecer uma maneira natural de acionar motores, osciladores e bombas de pequena escala", disse L. Mahadevan, professor de matemática aplicada, biologia orga¢nica e evolutiva da Lola England de Valpine, e de Fasica e autor saªnior do artigo. "Este sistema também pode fornecer um modelo fasico simples para entender como os sistemas biola³gicos , como as protocélulas, se movem."
"Nosso sistema de movimento autoexcitado não requer nenhuma força externa ou gradiente", disse Aditi Chakrabarti, pa³s-doutoranda no SEAS e primeira autora do artigo. "Ele cria espontaneamente e responde aos gradientes por si mesmo."
O sistema usa uma gota de solvente laquido - como acetona ou removedor de esmalte - em uma folha fina de material. Quando a gota toca asuperfÍcie pela primeira vez, parte do laquido éabsorvida pelo material e o material incha. Quando o material incha, ele entorta e cria uma inclinação para baixo, onde a gota rola. Agora, a parte inchada da folha éexposta ao ar e o laquido absorvido evapora, permitindo que a folha recupere sua forma original.
O mesmo processo ocorre onde quer que a gota se mova, criando um movimento oscilante que empurra uma gota de laquido para frente e para trás entre dois pontos nasuperfÍcie. A oscilação continua atéque a gota encolha.
"Este movimento de gangorra étotalmente autodirigido pela interação entre esses três comportamentos - inchaa§o impulsionado pela absorção, fluxo de fluido e evaporação", disse Chakrabarti. "Este tipo de movimento autogerado não foi explorado antes e pode levar a aplicações interessantes."
A equipe de pesquisa usou diferentes tipos de solventes e tamanhos de gotas para gerar esse comportamento em folhas finas.
"Aproveitar esses comportamentos e movimentos em sistemas de pelacula fina pode fornecer uma maneira natural de acionar motores, osciladores e bombas de pequena escala", disse L. Mahadevan, professor de matemática aplicada, biologia orga¢nica e evolutiva da Lola England de Valpine, e de Fasica e autor saªnior do artigo. "Este sistema também pode fornecer um modelo fasico simples para entender como os sistemas biola³gicos , como as protocélulas, se movem."
