En tu próximo paseo por el bosque mira las gotas de rocío que cuelgan de las hojas. Si ve humedad en un ciprés o enebro con sus distintas hojas bifurcadas, es probable que veas esas gotas de agua desafiando las reglas de la física.

Inspirado por las gotas grandes que se forman en la punta de una hoja u otro filamento delgado, un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Utah, Universidad de Lieja, Bélgica, y la Universidad Brigham Young han encontrado el ángulo exacto en el que una fibra doblada retiene la mayor cantidad de fluido. Sus hallazgos fueron publicados el 15 de marzo en la revista Royal Society of Chemistry. Materia blanda , una revista de primer nivel que cubre la física, química y biología.

Investigador principal Dr. Tadd Truscott, creador del Splash Lab de renombre mundial en USU, dice que el estudio ofrece información importante sobre el campo de la dinámica de fluidos.

"Por primera vez, podemos identificar el ángulo exacto de una fibra doblada que retendrá la mayor cantidad de fluido, ", dijo." Esta investigación tiene muchas aplicaciones industriales, incluida la fabricación de medicamentos o en el desarrollo de tecnologías que utilizan microfluidos. Esto también podría ser útil para desarrollar redes de recolección de niebla más eficientes que se están volviendo más populares en las regiones áridas. O por otro lado, esta investigación podría inspirar un diseño de deshumidificador más eficiente ".

Truscott utiliza la analogía de una telaraña para ilustrar el concepto de fibra doblada. Las gotas de agua se adhieren a las fibras de la red en varios lugares, pero las gotas más grandes se acumulan en las intersecciones de fibras que forman ángulos agudos. El mejor ángulo para una gota grande:36 grados.

"Después de las pruebas experimentales, Determinamos que una fibra doblada que forma un ángulo de 36 grados atrapa la mayor parte del agua, ", Agregó Truscott." Esa cantidad es tres veces más de lo que se puede suspender en una fibra horizontal ".

Los investigadores, incluido el Dr. Zhao Pan de USU, Dr. Floriane Weyer y Dr. Nicolas Vandewalle de la Universidad de Lieja y Dr. William Pitt de BYU, probaron su teoría de fibras dobladas utilizando un aparato especialmente construido. Drs. Weyer y Pan construyeron un marco circular rígido y ensartaron fibras de nailon de un lado al otro del marco. A continuación, unieron una fibra más estrecha en el centro y tiraron de la fibra horizontal original hacia arriba, formando una v al revés. Al variar las ubicaciones de unión de la fibra, podrían cambiar el ángulo formado entre las dos mitades de la fibra doblada.

Los líquidos se aplicaron a la esquina de la fibra usando una micropipeta. El volumen de la gota aumentó gradualmente hasta que la gota se desprendió de la fibra.

Truscott y sus colegas del Splash Lab utilizaron fotografías de alta velocidad para capturar todo el proceso. El metraje y otros detalles fueron luego analizados y modelados matemáticamente por Zhao Pan de USU con la ayuda de William Pitt en BYU.

Los investigadores, por supuesto, no son los primeros en inspirarse en las gotas de la naturaleza. El antiguo poeta Tu Fu (712 - 770 dC) registró su observación de "gotas de rocío y goteos". Jules Renard escribió una observación similar hace unos 125 años:"Unas pocas gotas de rocío en una telaraña y aquí hay un río de diamantes". Truscott dice que el estudio de las gotas ofrece una conexión entre la ciencia y el arte.

"Esa es la mejor parte de nuestro laboratorio, ", dijo." Somos nerds de la ciencia de diferentes culturas, pero a todos nos apasiona la literatura y el arte ".