Uma equipe de físicos da Universidade de Amsterdã desenvolveu partículas impressas em 3D capazes de se impulsionarem pela superfície de um fluido usando o efeito Marangoni.
O Efeito Marangoni em Ação
O efeito Marangoni ocorre quando uma gota com tensão superficial mais baixa do que a do fluido circundante se espalha pela superfície do fluido em vez de se misturar. Um exemplo acquainted é o álcool espalhando-se na água até evaporar. Aproveitando esse fenômeno, os pesquisadores projetaram partículas capazes de se autopropulsar ao liberar álcool como combustível.
As partículas foram impressas em 3D em formatos ocos semelhantes a discos de hóquei, com aproximadamente 1 centímetro de diâmetro. Seu design oco os tornava flutuantes e cada partícula incluía um “tanque de combustível” interno cheio de álcool. Um pequeno orifício permitiu que o álcool escapasse gradualmente quando a partícula period colocada na água, criando um movimento contínuo de propagação que impulsionava a partícula para frente.
Desempenho e Observações
Os experimentos demonstraram que concentrações mais fortes de álcool resultaram em movimentos mais rápidos, com partículas atingindo velocidades de 6 centímetros por segundo. Os pesquisadores também descobriram que as partículas poderiam se mover por até 500 segundos antes de ficarem sem combustível. Partículas maiores também foram testadas, e as interações entre múltiplas partículas levaram ao efeito Cheerio, onde partículas individuais se atraem e se movem em conjunto – muito parecido com o modo como os cereais se aglomeram no leite.
Aplicações potenciais
Os pesquisadores sugerem que suas partículas autopropelidas impressas em 3D poderiam inspirar novas soluções em aplicações ambientais e industriais. Por exemplo:
- • Limpeza Ambiental: Essas partículas poderiam potencialmente ajudar na coleta ou remoção de contaminantes da superfície de um líquido.
- • Distribuição Química: As partículas poderiam dispersar uniformemente os produtos químicos em uma superfície fluida, oferecendo uma alternativa aos métodos tradicionais de mistura.
Inovação através da Manufatura Aditiva
O trabalho destaca a versatilidade da impressão 3D na criação de designs complexos e funcionais que interagem dinamicamente com seus ambientes. Ao combinar a fabricação aditiva com princípios físicos fundamentais, a equipe de pesquisa abriu as portas para novas aplicações em áreas que vão da ciência ambiental ao processamento industrial.
Para mais detalhes, o artigo pré-impresso completo está disponível em arXiv.
Fonte: física.org