Thomas Dalton
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Uma equipe de físicos e matemáticos britânicos usou um supercomputador para descobrir a verdade oculta de como as gotas de água se fundem e se unem.
Se você já viu gotículas de água se tocarem e se fundirem, você pode ter imaginado duas pequenas bolas de água ficando cada vez mais próximas, até que suas superfícies se sobrepusessem e a tensão superficial puxasse as bolas distintas juntas em um único e áspero. Isso é o que é visível a olho nu. Mas uma nova simulação usando um supercomputador, publicada em 13 de março na revista Physical Review Letters, pinta um quadro muito mais complicado.
A simulação modelou duas gotículas de água pura de tamanhos iguais no espaço, até o nível de moléculas de água individuais. À medida que as gotas se aproximavam, os cientistas mostraram que ondas minúsculas e ultrarrápidas se formaram nas superfícies dessas gotas. Os movimentos aleatórios das moléculas de água, chamados de "flutuações térmicas", fizeram as moléculas individuais pularem e dançarem em direção à outra conforme se aproximavam. [Esculturas líquidas: fotografias deslumbrantes de água caindo]
Os pesquisadores chamam esse efeito de ondulação da superfície, que resulta das flutuações térmicas das moléculas, de "ondas térmicas capilares". As ondulações são muito pequenas e rápidas neste caso para qualquer experimento natural detectar. Mas a simulação mostrou que as pequenas ondas se estendem umas às outras, formando a ponta das gotas de água que se aproximam. A tensão superficial das gotículas (a força coesiva que mantém as gotículas em sua forma de "gotícula") suprime as ondas, mas elas ainda estão presentes e ainda formam a borda de ataque das gotículas conforme elas se aproximam.
Eventualmente, os pesquisadores descobriram, as ondas se tocam, formando pontes entre as gotas. E uma vez que uma única ponte se forma, a tensão superficial começa a trabalhar, selando mais ondulações "como o zíper de uma jaqueta", como disseram os pesquisadores em um comunicado.
Os pesquisadores simularam cerca de 5 milhões de moléculas de água, formando duas gotas com cerca de 4 milímetros de largura. Toda a fusão termina em poucos nanossegundos nessa escala - rápido demais para qualquer câmera humana captar, escreveram eles.
Embora tenham simulado duas gotículas flutuando no espaço, um efeito semelhante provavelmente ocorre quando duas gotículas se fundem em uma superfície plana, eles escreveram. Compreender esse comportamento é importante, eles escreveram, porque pode ajudar a explicar o comportamento da água dentro das nuvens e dentro das máquinas projetadas para condensar a água do ar.
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Originalmente publicado em .