Esculpir a água permite formar relevos líquidos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/06/2025

Modificar cada espícula individualmente altera a planicidade da superfície do líquido, formando uma espécie de paisagem líquida programada.
[Imagem: Université de Liège/M.Delens]

Criando formas na água

Você já deve ter ouvido falar em esculpir a luz, mas agora pesquisadores belgas desenvolveram uma técnica que permite esculpir a superfície da água, criando objetos que se projetam da superfície.

Este é um avanço promissor com múltiplas utilidades, do transporte, triagem e manipulação de amostras em microescala ao controle da poluição marinha - sem contar novos tipos de fontes luminosas.

Explorando a tensão superficial da água, Megan Delens e seus colegas da Universidade de Liège usaram uma técnica de impressão 3D muito precisa para criar barras de água, que se projetam para cima. Como essas barras podem ser criadas com resolução muito alta - elas podem ficar muito próximas umas das outras - é possível combinar várias delas para criar relevos líquidos programados.

A criação dinâmica desses relevos permite então guiar partículas, seja empurrando-as com barras que se projetam à retaguarda da direção desejada do movimento, ou meramente pela ação da gravidade, levantando as partículas e deixando-as cair para colunas mais baixas.

A superfície da água molda-se ao redor das espículas em formato de cone, mostrando como o líquido se curva e sobe entre eles em um padrão semelhante a uma grade.
[Imagem: Université de Liège/N.Vandewalle]

Manipulando a superfície da água

Pingue uma gota de água sobre uma superfície e você notará que a água formará uma pequena protuberância. Essa curvatura é chamada menisco, e esse menisco se forma devido à capilaridade, uma força que atua em escala milimétrica e resulta da tensão superficial do líquido.

O que Delens e seus colegas fizeram foi desenvolver uma técnica para criar muitos pequenos meniscos sobre uma grande superfície. E esses pequenos relevos podem se somar para formar encostas, vales ou até mesmo paisagens inteiras... totalmente líquidas.

A impressão 3D foi usada para criar uma espécie de espinhos cônicos, próximos uns dos outros o suficiente para deformar a superfície da água em grande escala. "Como sabemos, cada espícula cria um menisco ao seu redor," explicou Delens. "Seguindo essa lógica, isso significa que, se os alinharmos bem e eles estiverem próximos o suficiente, veremos uma espécie de menisco gigante aparecer, resultante da superposição e adição de cada menisco individual."

A equipe descobriu que, ao modificar cada espícula individualmente, a superfície do líquido não permanece mais plana, mas forma uma espécie de paisagem líquida "programada". Ela é "programada" porque basta modificar a altura ou a distância entre as espículas para criar interfaces líquidas que seguem todos os tipos de topografias: Planos inclinados, hemisférios e mesmo formas muito complexas. Por exemplo, a equipe conseguiu recriar o Atomium de Bruxelas em relevo líquido - o Atomium é um edifício em formato de átomo que é um dos principais cartões postais da capital belga.

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Vários exemplos de topografias criadas com a técnica.
[Imagem: Megan Delens et al. - 10.1038/s41467-025-59483-x]

Rodovia para bolhas e micropartículas

Esta técnica oferece uma nova maneira de mover e classificar objetos flutuantes, sejam gotículas líquidas ou partículas sólidas.

"Quando a superfície do líquido se inclina, os objetos mais leves sobem graças ao impulso de Arquimedes, e os mais densos afundam sob a ação do próprio peso, como se estivessem deslizando por uma colina de água," explicou o professor Nicolas Vandewalle, cuja equipe já construiu até veículos aquáticos sem motor usando a dinâmica dos fluidos.

Esta nova abordagem completamente passiva poderá ser usada em micromanipulação, classificação de partículas ou mesmo na limpeza de superfícies líquidas, por exemplo para capturar microplásticos ou gotículas de óleo na superfície da água.

A equipe agora pretende explorar maneiras mais avançadas de fazer as pequenas pontas se moverem, por exemplo usando materiais que reagem a campos magnéticos ou que podem mudar de forma. "A ideia seria conseguir controlar o formato da superfície do líquido em tempo real. Esses avanços tornariam esse método ainda mais útil para o desenvolvimento de novas tecnologias inovadoras em microfluídica," concluiu Delens.

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