Saturno en un vaso de aceite

El planeta Saturno

Si colocamos una gota de líquido en un campo eléctrico y se extiende a lo largo de la dirección del campo, formando chorros que rocían pequeñas gotas líquidas en cada extremo. Ahora Quentin Brosseau y Petia Vlahovska trabajando en la Universidad de Brown (EE.UU), han descubierto un nuevo comportamiento donde, en lugar de chorros, la gota produce anillos de líquido en su ecuador, tomando una forma parecida al planeta Saturno.

El efecto Brosseau-Vlahovska

Aparte de la curiosidad, ¿esto sirve para algo? Probablemente sí, pero esto acaba de descubrirse con lo que necesitaremos algún tiempo. Pero vayamos por partes.

La pulverización en chorros se produce cuando la gota se llena con un líquido que es más conductor que el fluido en el que está suspendido. Cuando se aplica un campo eléctrico el líquido en la superficie de la gota fluye desde el ecuador hasta los polos. Como resultado la gota se extiende a lo largo del eje polar, de modo que se asemeja a un balón de fútbol americano con dos conos puntiagudos en cada extremo. Las interfaces puntiagudas son inestables y hay pequeñas gotas de líquido que escapan continuamente. Este comportamiento es muy importante en algunas aplicaciones con las que estamos muy familiarizados: se produce en las nubes de tormenta y en las impresoras de chorro de tinta. En estos casos las gotas de líquido son más conductoras que el aire en el que están suspendidas.

En sus experimentos, Brosseau y Vlahovska invirtieron los términos usando una gota de aceite de silicio que era menos conductora que el fluido circundante de aceite de ricino. Esta vez, el líquido en la superficie fluyó al ecuador de la gota en lugar de a sus polos, haciendo que la gota de tamaño milimétrico se aplanara hasta adoptar la forma de una lente.

Al igual que en el caso anterior más la interfaz de la gota era inestable, arrojando finos anillos de líquido que posteriormente se rompían en microgotas de unos 10 micrómetros de tamaño. Este desprendimiento continuó durante unas pocas decenas de segundos hasta que la gota original se transformó en miles de microgotas de tamaño uniforme.

Este fenómeno aún no se entiende completamente desde el punto de vista teórico. Pero los científicos pueden especular con lo que han visto de momento. El proceso podría utilizarse para dosificar con precisión fármacos en partículas líquidas diminutas o para crear miles de microrreactores para experimentos de química de alto rendimiento. ¿Quién sabe? Lo mismo dentro de 10 años usamos un dispositivo de forma rutinaria que se base en este fenómeno y ni lo sepamos, como pasa hoy día con las impresoras.

Referencia:

Quentin Brosseau and Petia M. Vlahovska (2017) Streaming from the Equator of a Drop in an External Electric Field Phys Rev. Let. doi: 10.1103/PhysRevLett.119.034501

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

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