El agua, inesperadamente, tiene el potencial de resistir una fuerza de estiramiento o tensión masiva debido a su fuerza cohesiva interna. Bajo una tensión extrema, la presión hidrostática del agua se mostraría como negativa absoluta. La comprensión de un estado de no equilibrio termodinámico tan único en el diagrama de fase del agua todavía es borrosa, lo que ha despertado mucha curiosidad en el campo. Sin embargo, después de que los botánicos lo descubrieran primero en el xilema de los árboles, esta llamada presión negativa del agua estirada podría diseñarse para generar diferencias de presión extremadamente grandes. Se ha empleado en una serie de aplicaciones avanzadas de transferencia de calor y masa, incluido el árbol sintético en chip para la extracción continua de agua, membranas nanoporosas con flujos de calor interfaciales ultra altos, etc.

Investigadores de la Universidad de Wuhan en China, dirigidos por el profesor Kang Liu, idearon un enfoque de caracterización óptica sin contacto para detectar con precisión el valor de la presión negativa en agua estirada, particularmente en sistemas de microfluidos. Este método evita el contacto directo con el agua estirada y reduce la necesidad de componentes de medición complicados. Su idea es comenzar con la deformación de la superficie de un hidrogel causada por la presión negativa extremadamente grande que se acumula en los vacíos del hidrogel. Al establecer un vínculo entre la presión negativa en los huecos del hidrogel y la deformación de la superficie del hidrogel, se podría derivar el valor exacto de la presión negativa en función del grado de deformación y los parámetros geométricos medidos de los huecos del hidrogel. Además, los investigadores también prueban sus otras aplicaciones potenciales, como el mapeo de la presión negativa de un flujo dinámico en el microcanal.

La investigación fue publicada en Frontiers of Optoelectronics . + Explora más

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