La vida útil de una gota de líquido que se está transformando en vapor ahora se puede predecir gracias a una teoría desarrollada en la Universidad de Warwick. La nueva comprensión ahora se puede explotar en una miríada de entornos naturales e industriales donde la vida útil de las gotas líquidas rige el comportamiento y la eficiencia de un proceso.

El agua que se evapora en vapor forma parte de nuestra existencia diaria, creando columnas que emanan de una tetera hirviendo y nubes abultadas como parte del ciclo del agua de la tierra. También se observan comúnmente gotas de líquido que se evaporan, p.ej. como el rocío de la mañana desaparece de una telaraña, y son fundamentales para tecnologías como los motores de combustión por inyección de combustible y los dispositivos de refrigeración por evaporación de última generación para la electrónica de próxima generación.

Investigadores del Instituto de Matemáticas y la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Warwick publicaron el artículo "Lifetime of a Nanodroplet:Kinetic Effects &Regime Transitions, "publicado en la revista Cartas de revisión física , en el que exploran la vida útil de una gota de líquido.

Las teorías actuales afirman que el diámetro al cuadrado de la gota disminuye en proporción al tiempo (ley clásica); sin embargo, este período solo representa una pequeña parte de la evolución de la caída. A medida que el diámetro se acerca a la micro y nanoescala no observable, La dinámica molecular debe usarse como experimentos virtuales y estos muestran un cruce hacia un nuevo comportamiento, con el diámetro ahora reduciéndose en proporción al tiempo (ley de nanoescala).

La investigación en Warwick ha demostrado que este comportamiento se produce debido a la compleja física en el flujo de vapor, lo que puede resultar en saltos de temperatura en unas pocas moléculas de hasta 40 grados. Este comportamiento es contrario a la intuición de nuestras experiencias diarias (en la macroescala), donde estamos acostumbrados a que las temperaturas cambien de forma relativamente gradual, pero debe tenerse en cuenta para predecir con precisión las etapas finales de la vida de una gota que se evapora.

El profesor Duncan Lockerby de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Warwick comenta:

"El principal logro aquí es la capacidad de la teoría para predecir rápidamente la vida útil de la gota y crear un marco de modelado que mantenga la precisión desde las típicas escalas de ingeniería hasta las aplicaciones de vanguardia a nanoescala".

El Dr. James Sprittles del Instituto de Matemáticas de la Universidad de Warwick comenta:

"Es fascinante que la intuición basada en las observaciones cotidianas sea un obstáculo al intentar comprender los flujos a nanoescala, así que eso, como en esta investigación, hay que apoyarse en la teoría para iluminarnos ".