Si el café se evapora en la taza, las partículas individuales son empujadas hacia el borde y se acumulan allí. Foto: P. Yunker / A. Yodh
Lea si una gota de café cae accidentalmente al lado de la taza y se seca allí, se forma un anillo marrón en lugar de una mancha de color uniforme. Algo similar sucede cuando la taza se detiene por unos minutos: aparece un anillo marrón en la pared interior de la taza. Investigadores de la Universidad de Pensilvania en Filadelfia ahora han observado el comportamiento de partículas individuales en líquidos a medida que se evaporan. Descubrieron que el anillo de café aparece solo cuando las partículas tienen una forma específica: las partículas esféricas son empujadas hacia el borde de la taza, mientras que elípticas a las alfombras juntas, permanecen en el medio del recipiente y mantienen el borde de la taza libre de manchas. Las gotas de agua sobre una superficie sólida se evaporan tarde o temprano. Como el líquido se adhiere con bastante fuerza a la superficie, el área base de la gota no cambia. A medida que la gota se vuelve más plana y delgada como resultado de la pérdida constante de moléculas de agua y, por lo tanto, la tensión superficial disminuye, la película continua de agua finalmente se rompe. Esta ruptura, a su vez, hace que las partículas contenidas en el líquido sean empujadas y depositadas en el borde exterior de la gota. Este efecto se conoce desde hace algún tiempo y hace que los bebedores de café aumenten el enrojecimiento: evapora la bebida que contiene cafeína de la taza, las partículas restantes del saliente reciben una especie de pequeño choque y se desplazan hacia el borde de la taza, donde se acumulan y forman la llamada Kaffeeringe,

Un equipo de científicos de la Universidad de Pensilvania ha investigado el efecto de la forma de las partículas en este efecto. Para hacer esto, mezclaron gotas de agua con pequeñas partículas de plástico en formas esféricas y elípticas y observaron el movimiento de estas partículas bajo el microscopio. Las partículas esféricas se desplazaron casi en la dirección del borde de la gota y se depositaron allí. Las partículas elípticas, por otro lado, tenían más probabilidades de unirse para formar pequeñas alfombras que permanecían en el medio de la gota. Los investigadores estadounidenses son responsables de la tensión entre el líquido y el aire. Si bien las partículas redondas pueden moverse sin fricción hacia el borde exterior del líquido con una tensión superficial decreciente, se producen ondas elípticas mínimas en la superficie, chocan entre sí y se unen. Las atracciones entre las elipses aumentan, por lo que permanecen en pequeñas colonias en el medio de la caída (ver video). Esta reacción también se puede observar en la mesa del desayuno: en un tazón de avena o copos de maíz, los copos también nadan en el centro del tazón de cereal, desmenuzados en un bulto.

Para probar si la adición de partículas elípticas puede evitar la concentración de partículas en el borde del vaso, los científicos mezclaron partículas elípticas y esféricas. El resultado: si las bolas eran significativamente más pequeñas que las elipses, continuaron moviéndose hacia el borde, pero aproximadamente al mismo tamaño, ¿quedaron suspendidas entre las elipses? el borde permaneció "limpio". Sin embargo, este efecto no funcionó en todas las condiciones. visualización

En los siguientes estudios, los investigadores quieren lidiar con la evaporación de varios líquidos. En el proceso, esperan que la mejor comprensión de estos procesos proporcione información importante para diversas industrias en las que las pinturas, tintas o incluso lubricantes juegan un papel importante. Incluso para cosméticos como lociones corporales, geles para el cabello, cremas y cremas de afeitar, ¿ven la relevancia de los científicos? para todas las áreas en las que es necesario producir productos para untar sin formación de grumos.

Peter Yunker (Universidad de Pennsylvania) y otros: Nature, Vol. 476, p.308, doi: 10.1038 / nature10344 wissenschaft.de? Marion Martin

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