O que podemos aprender com um anel de café

Quando uma pequena quantidade de café é derramada ou depositada numa superfície - por exemplo, de uma caneca - observamos que pequenas partículas migram para a borda externa durante o processo de evaporação. Este comportamento é resultado do fluxo capilar que é ainda mais acelerado durante o processo de evaporação. Outra força, chamada de fluxo de Marangoni, se esforça para atrair as partículas de volta para o centro da gota durante a evaporação. No entanto, como a água tem um fluxo de Marangoni muito fraco, as forças do fluxo capilar sobrepõem-se a ela e os particulados acabam altamente concentrados na borda externa. Esse comportamento é chamado de efeito de anel de café.


A maioria das pessoas dá pouca importância ao efeito do anel do café, mas existem algumas aplicações comerciais em que o comportamento do anel do café pode ser problemático. Na maioria das aplicações de impressão, por exemplo, é desejável que as partículas se dispersem de maneira uniforme na superfície durante a evaporação - em vez de se concentrarem nas bordas. Existem várias ferramentas disponíveis para controlar o comportamento do efeito do anel durante o processo de evaporação.
Em alguns casos, foi demonstrado que adicionar partículas alongadas ao líquido pode suprimir o efeito do anel.1 O calor também pode ser usado para modificar o comportamento do líquido durante a evaporação. Ao modificar as propriedades de umedecimento de um substrato, o efeito de anel também pode ser suprimido. Por exemplo, ao tornar uma superfície mais hidrofóbica, as chances de prender a gota na linha de contato são reduzidas. A eletrowetting com corrente alternada tem sido usada para reverter as forças capilares que produzem o efeito de anel. Um polímero tipo surfactante (polietilenoglicol, PEG) foi usado para cancelar o efeito do comportamento do anel de café, resultando em uma deposição mais uniforme de nanopartículas na superfície.
Recentemente, investigadores da Monash University descobriram que o ângulo de contato formado pela gota é uma variável importante para determinar a probabilidade de aparecimento do anel do café.3 Na verdade, de acordo com seus modelos, eles afirmam que é possível determinar a probabilidade do café anel baseado em apenas duas variáveis: o ângulo de contato formado pela gota e a porcentagem de sólidos ou partículas na suspensão. Em geral, à medida que o ângulo de contato diminui, a probabilidade do efeito do anel se desenvolver durante a evaporação aumenta. De acordo com os pesquisadores, esses modelos são os primeiros já desenvolvidos que prevêem o efeito do anel com base no ângulo de contato da gota. Espera-se que esta pesquisa introduza novas ferramentas úteis que os cientistas de materiais possam usar para melhorar as técnicas e métodos de manufatura.

Agora, para vocês que bebem uísques americanos finos, apertem os cintos. Acredite ou não, mas os pesquisadores estão trabalhando em um método para identificar uísques falsificados, estudando as teias que se desenvolvem no "anel do café" durante o processo de evaporação.4 Os pesquisadores determinaram que diferentes marcas de uísque podem formar padrões diferentes ou o que eles chamamos de “teias de uísque”, um tipo de impressão digital que pode identificar um determinado uísque com precisões de até 90%. Chamamos isso de efeito de anel de uísque.
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Além disso, o Modelo 250 pode medir o ângulo de contato, energia de superfície, interface e tensão superficial. E com DROPimage Advanced, é adequado para estudos dinâmicos e dependentes do tempo. Mas o que torna o Modelo 250 tão atraente para tantos de nossos clientes é a ampla variedade de acessórios poderosos que podem ser adicionados. Os mais populares são a Base Basculante Automatizada, o Sistema de Dispensação Automatizada, a Célula Ambiental Aquecida, o nosso Oscilador e o Equipamento Ambiental. O acessório adequado pode expandir muito as capacidades do Modelo 250. Para dar uma olhada mais de perto, visite esta página. Se você tiver alguma dúvida ou desejar um orçamento, não hesite em nos contatar.
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