Gota d'água cai sobre óleo e cria novo processo industrial

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/11/2003

Os cientistas sempre acreditaram que a dispersão de todos os fluidos fosse regida pela mesmo tipo de dinâmica, fosse essa dispersão causada pela queda de uma gota, de uma cachoeira ou mesmo pela fervura da superfície do Sol. Mas agora um grupo de pesquisadores de cinco Universidades norte-americanas, trabalhando em conjunto, descobriu uma dinâmica inusitada associada com a dispersão de uma gota d'água em um óleo altamente viscoso.

A descoberta, descrita no exemplar de Novembro da revista Science, poderá ser utilizada para a criação de fibras, fios e partículas microscópias.

Tudo começou quando Itai Cohen, da Universidade de Harvard, verificou que a queda de uma gota d'água sobre óleo muito viscoso ocasiona a formação de uma parábola suave próximo ao ponto mais estreito, parábola esta que se transforma em um longo e fino fio imediatamente antes da dispersão. Isto é diferente de qualquer outra dinâmica de dispersão já observada.

Interessante como um problema aparentemente tão simples e, a princípio, sem nenhum interesse prático, tenha se convertido em uma colaboração entre cinco Universidades. Os cientistas foram se encontrando em simpósios, ao acaso, conversando sobre o assunto, até que, finalmente, formaram um time de teóricos, simuladores e experimentalistas que conseguiu explicar o fenômeno e vislumbrar aplicações práticas muito interessantes.

Simulações de computador permitiram a reprodução do evento e a captura de detalhes não disponíveis no experimento real, como velocidade, pressão e fluxo diferenciado dos dois líquidos.

A partir daí, os cientistas conseguiram associar a suave parábola observada com a dinâmica de dissolução da gota, que é induzida por um colapso interno uniforme do óleo do lado de fora desta gota. Em outras palavras, a dinâmica aparentemente impossível ocorre porque o movimento da água no interior da gota é muito mais rápido do que o movimento do óleo, de tal forma que o interior assenta muito mais rapidamente que o fluxo externo. Isto faz com que o interior pareça estático.

À medida em que a dispersão se aproxima, os dois fluxos tornam-se mais similares. Isto é o que transforma repentinamente a suave parábola em um longo fio, medindo cerca de dois milímetros de comprimento por oito micrômetros de largura.

O cerne da descoberta é que a nova dinâmica mantém uma memória do desenho da gota. A persistência de uma memória durante a dispersão e a subseqüente formação do fio potencialmente abre caminho para um novo método de produção de estruturas microscópicas para a eletrônica, farmacêutica e outras aplicações, através da manipulação de fluidos em escala milimétrica.

A utilização da descoberta em processos industriais poderá ser possível porque o fio no líquido se forma tão lentamente que há tempo suficiente para que ele seja solidificado, retirado e utilizado em outros processos.