Las fibras finas desempeñan un papel tremendo en muchas áreas de nuestra vida diaria, desde el uso de fibras de vidrio en la transmisión de datos ultrarrápida hasta las fibras textiles en nuestra ropa. Con el fin de permitir propiedades especiales de estas fibras, a menudo están recubiertas conuna capa líquida delgada que se supone que es estable y homogénea. Sin embargo, para la producción de agua potable, se desean exactamente las características opuestas: allí, uno tiene como objetivo cosechar agua, que se transporta a lo largo de la fibra como una película líquida o como líquidogotas de niebla. Ahora, los científicos han podido revelar, mediante películas de laca sobre fibras de vidrio, si las películas líquidas fluyen lentamente a lo largo de la fibra o si pueden deslizarse más rápido sobre la fibra.
El equipo compuesto por Karin Jacobs y Sabrina Haefner de la Universidad de Saarland, junto con Oliver Bäumchen del Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización en Gotinga, y colegas de Canadá y Francia han podido mostrar por primera vez, pormedios de nuevos experimentos y modelos matemáticos, cómo se mueve una película líquida sobre una fibra, dependiendo del recubrimiento de fibra. Los resultados de este estudio se han publicado en la revista " Comunicaciones de la naturaleza . "
Muchos ejemplos de líquidos en fibras son conocidos en la naturaleza. Solo piense en las gotas de rocío en las telas de araña que puede observar durante una caminata por la mañana. De hecho, la humedad se acumula en la fibra como gotas, ya que la superficie del líquido se puede minimizarde esta manera. Este fenómeno, que también puede observarse para una corriente de agua que fluye de un grifo, se denomina inestabilidad Rayleigh-Plateau. "Todos los sistemas conducen hacia su mínimo energético, y esa es la forma de gota en este caso".dice Sabrina Haefner, física del grupo de investigación de Karin Jacobs. Esta inestabilidad puede ser muy útil en regiones muy secas y remotas del mundo. Por ejemplo, en el desierto de Atacama en Chile, la adquisición de agua potable es esencial para los lugareños y elloscosechar agua de la humedad mediante redes de fibra.
Sin embargo, en aplicaciones industriales, a menudo es necesario realizar películas líquidas estables y homogéneas en las fibras. Entonces, ¿cómo se puede evitar esta formación de gotas? "La energía superficial del líquido, su viscosidad, el grosor de la película líquida, así como el diámetro de la fibra, juegan un papel importante ", explica Karin Jacobs. El equipo internacional de investigadores ha descubierto que las propiedades de la fibra también tienen un fuerte impacto". El contacto entre el líquido y la fibraes realmente muy importante ", dice Oliver Bäumchen, del Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización." Si el líquido se desliza sobre la superficie de la fibra, la formación de gotas es mucho más rápida que en el caso del flujo a lo largo de la fibra ".un equipo de físicos probó esto para películas líquidas soportadas por fibras no recubiertas y recubiertas de teflón. En las fibras no recubiertas, la película líquida se movió bastante lentamente, y la formación de gotas tomó más tiempo que en las fibras recubiertas, donde la película líquida pudodeslizamiento"En línea con los modelos matemáticos, estos experimentos permiten cuantificar el 'deslizamiento' de las películas líquidas y predecir con precisión la dinámica del proceso de formación de gotas", dice Sabrina Haefner de la Universidad de Saarland.El equipo de investigadores está de acuerdo: sus resultados son muy importantes para el diseño de nuevos recubrimientos de fibra.
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Materiales proporcionado por Universidad de Saarland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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