El efecto de la mancha de café es un efecto bien conocido en la física y la vida cotidiana en el que queda un borde de color oscuro cuando se evapora un líquido que contiene partículas. Esto es causado por una "avalancha" de partículas que se mueven hacia el borde exterior, Los científicos de la Universidad de Twente lo demostraron en un estudio anterior. En la impresión de inyección de tinta y 3-D, este es un efecto no deseado. Ahora, Los investigadores han demostrado que el efecto se puede suprimir modificando la superficie con una capa aceitosa, según los resultados publicados en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ).

Un trabajo anterior del grupo de investigación de UT mostró que si una gota cargada de partículas se evapora, las partículas comienzan a moverse hacia el borde de la gota. En primer lugar, este es un movimiento lento y regular, pero tan pronto como la gota pierde altura por evaporación, las partículas se precipitan hacia el borde de forma desordenada, como en una avalancha. Después de la evaporación completa del líquido, queda un anillo oscuro. De hecho, el diámetro de la gota dicta este proceso muy temprano. Los investigadores buscaron prevenir esto, porque en muchos casos, Se requiere una distribución homogénea sin una zona oscura en forma de anillo. Una superficie humedecida con aceite es la respuesta, los nuevos resultados muestran.

En este caso también, la gota tiene un borde, pero está limitado por una capa de aceite que no se evapora. También evita que el agua en el borde de la gota se evapore rápidamente. Esto a su vez evita que las partículas se muevan hacia el borde. Incluso se mueven hacia el otro lado desde el borde hasta el interior de la gota. Una vez que se haya evaporado toda el agua, las partículas cubren uniformemente la superficie en lugar de formar un anillo. Los investigadores también vieron otro efecto:la capa aceitosa cubre por completo la gota. En ese caso, se forma una concentración de partículas, un llamado nano-ojo o "ojo de café". Este podría ser un efecto deseado para algunas aplicaciones, como ensamblaje de nanopartículas. Al agregar surfactante a la gota, la deposición final de partículas se puede manipular desde el anillo de café concentrado hasta una distribución homogénea.

Transferencia de enfermedades

El grupo Physics of Fluids tiene una relación de investigación a largo plazo con el fabricante de impresoras Océ, ahora llamado Canon Production Printing. Esta empresa agrega una capa especial al sustrato (como papel) antes de que la impresora aplique gotas. Los nuevos resultados de la investigación son muy valiosos para mejorar los procesos. Los nuevos conocimientos y el control mejorado son valiosos para otras aplicaciones, así como, como la impresión 3D y el modelado de superficies. Una mejor comprensión de la forma en que los líquidos se evaporan en una superficie también puede proporcionar más conocimiento sobre la forma en que los virus se transfieren de una persona a otra.

La investigación se realizó en el grupo de Física de Fluidos y el Centro Max Planck de Dinámica de Fluidos Complejos. Una semana antes de la publicación, el autor principal del artículo, Yaxing Li (Anhui 1991) defendió con éxito su doctorado. tesis, "Evaporación de gotitas multicomponente".