Las colisiones entre burbujas o gotitas suspendidas en líquido son más complejas de lo que se pensaba. Los investigadores de KAUST han demostrado que las condiciones que se espera que promuevan la coalescencia pueden hacer que la burbuja o el par de gotas reboten entre sí.

El descubrimiento podría tener implicaciones para muchas aplicaciones que involucran sistemas coloidales de fluidos que no se mezclan, fluidos inmiscibles, incluidos los productos alimenticios, como aderezos para ensaladas con aceite y vinagre, procesamiento de cosméticos y petróleo crudo.

Teóricamente cuando una burbuja alcanza la superficie de un líquido puro, la fina película de líquido entre la burbuja y el aire de arriba debería drenar rápidamente, permitiendo que la burbuja se fusione con el aire. Lo mismo se esperaría cuando dos burbujas se encuentran dentro del líquido o cuando dos gotas de aceite se juntan en el agua. "Sin embargo, en condiciones prácticas, Incluso trazas de contaminación o tensioactivo añadido pueden inmovilizar la fina película líquida en la interfaz, haciendo que el fenómeno sea muy difícil de investigar, "dice Ivan Vakarelski, un científico investigador en el laboratorio de Sigurdur Thoroddsen.

Thoroddsen, Vakarelski y sus colegas ahora han llevado a cabo experimentos de colisión de gotas y burbujas en un fluido que se puede producir en forma ultrapura. "Usamos un líquido fluorocarbonado, lo que nos permitió predecir con precisión los efectos de la movilidad de la interfaz, "Dice Vakarelski.

Para comparar la coalescencia en una superficie de alta movilidad con una superficie inmovilizada, El equipo llevó a cabo un conjunto de mediciones en una interfaz de fluorocarbono líquido-aire y un segundo conjunto de mediciones en una interfaz de fluorocarbono líquido-agua. Como se esperaba, La coalescencia de burbujas y gotas en la interfaz fluorocarbono-aire altamente móvil fue varios órdenes de magnitud más rápida que para la interfaz fluorocarbono-agua inmovilizada, donde la fina película líquida tardaba mucho más en escurrirse. "Sin embargo, esto es solo para los casos en que las burbujas o las gotas se acercan lo suficientemente lento como para fusionarse sin rebotar, "Dice Vakarelski.

Contraintuitivamente, las burbujas o gotitas que alcanzaban la interfaz líquido-aire de fluorocarburo altamente móvil rebotaban en la interfaz con mucha más fuerza que en la interfaz inmovilizada. La razón es que hay menos fricción en la interfaz móvil y, por lo tanto, se pierde menos energía durante el rebote. "Hasta donde sabemos, Nuestros estudios y simulaciones son los primeros en demostrar un efecto de rebote mejorado debido a la movilidad de la interfaz, "Dice Vakarelski.

"Comprender este efecto novedoso ayudará a mejorar la predicción y manipulación de la estabilidad del sistema coloidal, que es de gran importancia práctica para cosméticos y emulsiones alimentarias, procesamiento de petróleo crudo y operación de dispositivos de microfluidos, "Añade Thoroddsen.