Fontes de água são criadas usando laser

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/02/2022

Não dá para instalar em uma praça, mas essas pequenas fontes de água podem ter impacto em um número impressionante de tecnologias.
[Imagem: Feng Lin et al. - 10.1016/j.mtphys.2021.100558]

Fontes geradas a laser

Pesquisadores conseguiram criar fontes de água que jorram sem precisar de eletricidade, canos ou bombas - tudo o que é preciso é a luz de um laser.

Feng Lin e seus colegas da Universidade de Houston, nos EUA, criaram essas fontes de água e luz dando uma interpretação completamente nova para um fenômeno bem conhecido, o chamado efeito Marangoni, que já foi explorado para criar bombas que nunca se desgastam e nunca quebram.

Descrito pela primeira vez em 1865 pelo físico italiano Carlo Marangoni [1840-1925], o efeito explica a transferência de massa ao longo de uma interface entre dois fluidos devido ao gradiente de tensão superficial.

Parece complicado, mas não é: Jogue um pó em uma tigela com água e adicione uma gota de detergente líquido; qualquer aglomerado do pó que tenha se formado se desmembra, espalhando-se rapidamente pelas laterais da tigela. É o efeito Marangoni em ação, que aparece em muitas aplicações da dinâmica dos fluidos.

Invertendo o efeito

Outra decorrência menos visível do efeito Marangoni é que a convecção externa de uma região de baixa tensão superficial fará com que a superfície livre do líquido seja forçada para baixo, formando uma pequena depressão.

A novidade é que a equipe descobriu como inverter isso, fazendo o líquido ir para cima - e não apenas ligeiramente, como no efeito descendente, mas muito para cima.

"Cientificamente, ninguém previu ou imaginou esse tipo de deformação ascendente antes," explicou o professor Jiming Bao. "É bem conhecido que uma convecção de Marangoni para fora de uma região de baixa tensão superficial fará com que a superfície livre de um líquido seja deprimida. Aqui, relatamos que essa percepção estabelecida é válida apenas para filmes líquidos finos. Usando o aquecimento a laser de superfície, mostramos que, em líquidos profundos, um feixe de laser puxa o fluido acima da superfície livre, gerando fontes com diferentes formas."

Várias versões de fontes de água criadas pela equipe.
[Imagem: Feng Lin et al. - 10.1016/j.mtphys.2021.100558]

Espetáculo prático

Embora as fontes não pareçam tão impressionantes, a quantidade de áreas que esta descoberta pode impactar são de fato impressionantes.

A equipe acredita que as fontes de líquido induzidas por laser têm potencial para impactar aplicações envolvendo líquidos ou materiais macios, como litografia e impressão 3D, transferência de calor e transporte de massa, crescimento de cristais e soldagem de ligas metálicas, modulação espacial da luz, microfluídica e óptica adaptativa.

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