Microgéis, partículas de polímeros muito pequenas, foram usados por pesquisadores para estabilizar jatos de água extremamente finos. O estudo, liderado pela TU Darmstadt e publicado na Nature Communications, revela como essas partículas podem influenciar a estabilidade desses jatos.

Como funcionam os microgéis

Os microgéis são partículas macias com menos de um micrômetro de tamanho. Eles podem se aderir à interface entre ar e água, reduzindo a tensão superficial do líquido. Isso é semelhante ao efeito de surfactantes convencionais, encontrados em sabonetes e detergentes, mas os microgéis usados neste estudo são não tóxicos e interagem de maneira diferente com o líquido.

A estabilidade dos jatos de água foi testada usando ondas acústicas superficiais para gerar jatos finos de água. Um chip especial produziu ondas com frequência próxima a 64 MHz, formando um jato líquido de cerca de 200 micrômetros de diâmetro. Uma câmera de alta velocidade registrou a formação e expansão do jato.

Fator chave: rigidez das partículas

O fator decisivo parece ser a capacidade dos microgéis de deformarem-se. Durante a síntese, a rigidez dos microgéis foi modificada alterando o cruzamento de pontes do estruturante polímero. Estruturas mais cruzadas tornam os microgéis mais rígidos, enquanto estruturas menos cruzadas os deixam mais macios.

Simulações computacionais explicaram essa observação. Os microgéis macios podem esticar-se e deformar-se mais facilmente na interface entre ar e água, mantendo-se conectados e garantindo uma tensão superficial baixa. Partículas mais rígidas, por outro lado, se desconectam mais facilmente, causando a instabilidade e o rompimento do jato líquido.