publicada <\/span>en la revista cient\u00edfica Proceedings of the National Academy of Sciences<\/i>, donde el equipo dirigido por el profesor Dan Daniel<\/b>, jefe de la Unidad de Gotas y Materia Blanda del instituto japon\u00e9s Okinawa Institute of Science and Technology (OIST)<\/b>, aport\u00f3 evidencia experimental de fragmentaci\u00f3n explosiva guiada exclusivamente por evaporaci\u00f3n.<\/p>\nPor primera vez, el fen\u00f3meno de fisi\u00f3n de Coulomb<\/b> \u2014una fragmentaci\u00f3n violenta de la gota debida al exceso de carga el\u00e9ctrica\u2014 fue documentado, de acuerdo con el profesor, en gotas depositadas sobre superficies, no solo en suspensi\u00f3n. El proceso, tradicionalmente teorizado e identificado en gotas suspendidas, tambi\u00e9n ocurre cuando se elimina la fricci\u00f3n entre la gota y el material que la soporta.<\/p>\n
El experimento requiri\u00f3 crear condiciones de fricci\u00f3n nula: los investigadores depositaron gotas del orden de mil\u00edmetros sobre una superficie pl\u00e1stica recubierta con aceite de silicona. Seg\u00fan Daniel, \u201cel aceite fue esencial\u201d<\/b>, ya que elimina la fricci\u00f3n y permite que la gota modifique su forma al expandirse y retraerse. Sin esa capa, las gotas se evaporar\u00edan de manera uniforme, sin generar chorros ni emisiones explosivas.<\/p>\n
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<\/p>\n
El comportamiento observado mostr\u00f3 que las gotas pueden expulsar microgotas cargadas<\/b> en explosiones que duran millon\u00e9simas de segundo, un fen\u00f3meno que se repite durante la evaporaci\u00f3n y que puede controlarse mediante el ajuste de la viscosidad del aceite. <\/p>\n
El profesor Marcus Lin<\/b>, primer autor del estudio, exinvestigador postdoctoral de la Unidad de Gotas y Materia y actualmente en la Universidad de Tokio<\/b>, precis\u00f3 que \u201cel aceite m\u00e1s viscoso produce microgotas de mayor tama\u00f1o\u201d<\/b>. Esa capacidad de modular el tama\u00f1o representa una herramienta para la ingenier\u00eda molecular y la fabricaci\u00f3n de nanomateriales.<\/p>\nUna predicci\u00f3n de 1882 llega a las superficies<\/h2>\n
El hallazgo retom\u00f3 una predicci\u00f3n formulada en 1882 por Lord Rayleigh<\/b>, pionero de la mec\u00e1nica de fluidos, quien describi\u00f3 un l\u00edmite \u2014denominado desde entonces l\u00edmite de Rayleigh\u2014 a partir del cual una gota cargada explota a trav\u00e9s de la fisi\u00f3n de Coulomb. Aunque m\u00e1s de un siglo de experimentaci\u00f3n valid\u00f3 sus ideas solo en el caso de gotas suspendidas, el estudio demostr\u00f3 que la misma f\u00edsica se aplica en superficies siempre que se eliminen las fuerzas de fricci\u00f3n.<\/p>\n
A nivel f\u00edsico, los investigadores identificaron dos umbrales durante la evaporaci\u00f3n: uno provoca el alargamiento de la gota <\/b>por la concentraci\u00f3n de carga, y otro, alcanzado tras un breve retraso temporal, desencadena la expulsi\u00f3n de una microgota desde el extremo<\/b> donde las cargas se acumulan. Daniel indic\u00f3 que esto permite \u201cun control m\u00e1s preciso\u201d<\/b> del proceso de electrospra, una t\u00e9cnica que genera chorros cargados mediante campos el\u00e9ctricos.<\/p>\n
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<\/p>\n
La secuencia comienza cuando las gotas, al salir de pipetas pl\u00e1sticas, adquieren carga positiva por transferencia en la interfaz de materiales.<\/b> La evaporaci\u00f3n concentra la carga el\u00e9ctrica hasta el primer umbral y origina que la gota se estire hasta formar un cono en el lado con mayor densidad de carga. Al rebasar el segundo umbral, una microgota altamente cargada<\/b> es lanzada desde el v\u00e9rtice del cono, reduce la carga global y reinicia el ciclo mientras dure la evaporaci\u00f3n.<\/p>\nAplicaciones industriales y potencial sustentable<\/h2>\n
La manipulaci\u00f3n de la viscosidad del recubrimiento permite ajustar el tama\u00f1o de las microgotas. Lin subray\u00f3 que \u201cla posibilidad de ajustar el tama\u00f1o representa una oportunidad para la nanotecnolog\u00eda\u201d.<\/b><\/p>\n
Los autores plantean que esta observaci\u00f3n podr\u00eda transformar la electrorradiaci\u00f3n por pulverizaci\u00f3n<\/b>, utilizada en espectrometr\u00eda de masas para separar y analizar compuestos qu\u00edmicos. Tradicionalmente, ese proceso requiere una fuente de alto voltaje. Daniel destac\u00f3 que el estudio \u201cdemuestra que la fisi\u00f3n de Coulomb puede producirse exclusivamente por evaporaci\u00f3n\u201d<\/b>, sin necesidad de entrada inicial de alta energ\u00eda, lo que abre un camino hacia t\u00e9cnicas de electrospray m\u00e1s sustentables<\/b>. El mismo principio podr\u00eda aplicarse a tecnolog\u00edas de impresi\u00f3n<\/b> por inyecci\u00f3n de tinta o recubrimientos por pulverizaci\u00f3n.<\/p>\n
El trabajo comenz\u00f3 en la King Abdullah University for Science and Technology (KAUST)<\/b> y se consolid\u00f3 tras la transferencia del laboratorio de Daniel a OIST y la incorporaci\u00f3n de Lin como profesor asistente en la Universidad de Tokio.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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