Los científicos han revelado los mecanismos moleculares precisos que hacen que las gotas de líquido se combinen, en un descubrimiento que podría tener una variedad de aplicaciones.

Los conocimientos sobre cómo se fusionan las gotas podrían ayudar a que las tecnologías de impresión 3D sean más precisas y pueden ayudar a mejorar la previsión de tormentas eléctricas y otros eventos meteorológicos. sugiere el estudio.

Interacciones simuladas

Un equipo de investigadores de las universidades de Edimburgo y Warwick realizó simulaciones moleculares en una supercomputadora para analizar las interacciones entre pequeñas ondas que se forman en la superficie de las gotas.

Estas ondas, conocidas como ondas térmicas capilares, son demasiado pequeñas para ser detectadas a simple vista o utilizando las técnicas experimentales más avanzadas.

Los investigadores encontraron que estas pequeñas ondas cruzan el espacio entre las gotas cercanas y hacen el primer contacto entre ellas.

Una vez que las gotas se hayan tocado, las moléculas líquidas unen las dos superficies como la cremallera de una chaqueta, dice el equipo. Esto conduce a la fusión completa de las gotitas.

Comportamiento líquido

El estudio de la dinámica de la fusión de las gotas podría ayudar a mejorar la comprensión de las condiciones que provocan la formación de gotas de lluvia en el desarrollo de nubes de tormenta. dice el equipo.

El equipo utilizó el Servicio Nacional de Supercomputación ARCHER UK, operado por EPCC, la instalación de computación de alto rendimiento de la Universidad - para ejecutar sus simulaciones.

Estos utilizaron miles de procesadores para modelar interacciones entre casi cinco millones de átomos.

La investigación, publicado en la revista Cartas de revisión física , contó con el apoyo del Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas.

"Ahora tenemos un buen conocimiento de cómo se combinan las gotas a nivel molecular. Estos conocimientos, combinado con el conocimiento existente, puede permitirnos comprender mejor el crecimiento y desarrollo de las gotas de lluvia en tormentas eléctricas, o mejorar la calidad de las tecnologías de impresión. La investigación también podría ayudar en el diseño de sistemas de refrigeración líquida de próxima generación para nuevos dispositivos electrónicos de alta potencia. "dice Sreehari Perumanath, Escuela de Ingeniería, Universidad de Edimburgo.

“El marco teórico desarrollado para las ondas en gotitas a nanoescala nos permitió comprender los notables datos de simulación molecular de Edimburgo. la nueva teoría nos permite predecir el comportamiento de gotitas a gran escala de ingeniería, que son demasiado grandes para que incluso ARCHER las capture, y permitir nuevos descubrimientos experimentales, "dice el Dr. James Sprittles, Instituto de Matemáticas, Universidad de Warwick.