Los investigadores de la Universidad de Warwick ahora pueden explicar por qué algunas gotas de agua rebotan como una pelota de playa en las superficies, sin siquiera tocarlos. Ahora, el diseño y la ingeniería de las futuras tecnologías de gotas se pueden hacer más precisos y eficientes.

Colisiones entre gotas de líquido y superficies, u otras gotas, suceden todo el tiempo. Por ejemplo, pequeñas gotas de agua en las nubes chocan entre sí para formar gotas más grandes, que eventualmente puede caer e impactar sobre un sólido, como el parabrisas de tu coche.

Las gotas pueden comportarse de manera diferente después del punto de colisión, algunos hacen un chapoteo, algunos cubren la superficie limpiamente, y algunos incluso pueden rebotar como una pelota de playa.

En el artículo, publicado hoy en Cartas de revisión física , Investigadores de la Universidad de Warwick han encontrado una explicación para las observaciones experimentales de que algunas gotas rebotan.

Notablemente, el destino de la gota está determinado por el comportamiento de un diminuto colchón de aire cuya altura puede alcanzar la escala de nanómetros. Para tener una idea de la escala, piense en algo del tamaño de la luna que rebota en un trampolín de jardín.

Incluso si la superficie es perfectamente lisa, como en condiciones de laboratorio, una afinidad entre las moléculas de la gota y las moléculas de la pared (conocida como atracción de van der Waals), significará que, en la mayoría de los casos, la gota quedará atrapada en la superficie, evitando que rebote.

La investigación revela, a través de simulaciones numéricas muy detalladas, que para que una gota rebote, la velocidad de la colisión debe ser la correcta. Demasiado rapido, y el impulso de la gota aplana demasiado el colchón de aire. Demasiado lento, y le da tiempo a la atracción de van der Waals para afianzarse. A la velocidad perfecta aunque, la gota puede realizar un rebote limpio, como un saltador de altura que acaba de despejar el listón.

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

"La colisión de caídas es parte integral de la tecnología en la que confiamos hoy, por ejemplo, en impresión de inyección de tinta y motores de combustión interna. Comprender mejor lo que sucede con las gotas en colisión también puede ayudar al desarrollo de tecnologías emergentes, como la impresión 3D en metal, ya que su precisión y eficiencia dependerán en última instancia de lo que suceda con las gotas después de la colisión ".

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

"En tono rimbombante, el colchón de aire es tan delgado que las moléculas a menudo nunca se encontrarán al cruzarlo, similar al vacío del espacio exterior, y las teorías convencionales no lo tienen en cuenta. El nuevo enfoque de modelado que hemos desarrollado ahora tendrá aplicaciones para fenómenos basados ​​en gotas que van desde la física de las nubes para la ciencia del clima hasta el enfriamiento por aspersión para la electrónica de próxima generación ".