Las gotas de agua flotan en una olla caliente debido al llamado efecto Leidenfrost. Ahora, Los físicos han descubierto una variación:el efecto elástico de Leidenfrost. Explica por qué las bolas de hidrogel saltan sobre una placa caliente produciendo sonidos agudos. Han publicado los resultados de su estudio en Física de la naturaleza .

La mayor parte del tiempo la investigación surge a través del avance gradual de la ciencia. Pero a veces, los proyectos de investigación surgen de un repentino golpe de curiosidad. El físico Scott Waitukaitis (Universidad de Leiden / AMOLF) tropezó con un video de YouTube de bolas de hidrogel que rebotaban en un plato caliente y se sintió tan inspirado que decidió escribir una propuesta de subvención del NWO Veni para explorar el fenómeno.

Efecto Leidenfrost

La danza de las gotas de agua en una sartén es un fenómeno conocido llamado efecto Leidenfrost. La parte inferior cálida de las gotas se vaporiza tan rápidamente que flotan sobre un cojín de vapor. En sorprendente contraste, Las bolas de hidrogel exhiben un movimiento de rebote sostenido. Y lo que es más, gritan mientras rebotan. ¿Por qué y cómo hacen esto? Waitukaitis y el líder del grupo Martin van Hecke (Universidad de Leiden / AMOLF) descubrieron que un efecto desconocido subyace a los rebotes y gritos:el efecto elástico de Leidenfrost, que describen en una publicación en Física de la naturaleza .

Leidenfrost elástico

Las bolas de hidrogel son esferas elásticas que son en su mayoría (98 por ciento) de agua; no tienen caparazón. Cuando tocan el plato caliente, una pequeña cantidad de agua se vaporiza, como sucede con las gotas de agua regulares. Usando videografía de alta velocidad para escudriñar el proceso de vaporización en la interfaz entre la esfera y la superficie caliente, Waitukaitis descubrió que el vapor liberado interactúa con la esfera blanda para crear oscilaciones rápidas de presión y deformación. El movimiento que sigue inyecta energía en la esfera, lo que lleva a un rebote sostenido. "Estas oscilaciones ocurren rápidamente, a una frecuencia de unos pocos miles de ciclos por segundo, provocando los sonidos agudos, "dice Waitukaitis.

Motor suave

Este fenómeno puede parecer trivial, pero Waitukaitis y sus colegas sostienen que saca a la luz un concepto útil. "Efectivamente, la esfera actúa como un motor en la forma en que aprovecha la energía de la superficie, ", dice." Lo que es increíble, sin embargo, es que todos los componentes de un motor, como el combustible, el mecanismo de pistón, y la salida mecánica, están incrustados en una sola bola de hidrogel ".

Dado que el mecanismo requiere explícitamente que el objeto sea blando, los investigadores llaman a esto un "motor suave". La idea podría ser útil en otros campos, así como. "Se podría aprovechar esta idea en robótica blanda. Se podría, por ejemplo, pase un juego de cables a través de los brazos de un robot de hidrogel y caliéntelos donde desee que se muevan ".