A interface onde o ar e a água se encontram é um mundo especial de interações mediadas pela tensão superficial. Os amantes dos cereais estão bem conscientes da Efeito Cheeriosonde O leves tendem a se atrair, cortesia de seus meniscos correspondentes. E quem já brincou com saboneteiras sabe que gradiente na tensão superficial causa fluxo. Hoje estudo pré-impresso combina esses dois efeitos para criar conjuntos de partículas autopropelidas.
A equipe imprimiu partículas em 3D com alguns centímetros de diâmetro e que lembram um cone preso em cima de um disco de hóquei. A área inferior do disco é oca, retendo o ar para fazer a partícula flutuar. O cone serve como tanque de combustível, que os pesquisadores encheram com etanol (e, em alguns casos, algum corante fluorescente para visualizar o fluxo). Assim como o sabão, a menor tensão superficial do etanol perturba a interface da água e desencadeia um fluxo que puxa a partícula para áreas com maior tensão superficial. Mas, ao contrário do sabão, o etanol evaporarestaurando efetivamente a maior tensão superficial da interface ao longo do tempo.
Com múltiplas partículas autopropelidas na interface, os pesquisadores observaram uma rica série de interações. Sem o combustível, o efeito Cheerios atraiu partículas umas para as outras. Mas com o etanol vazando lentamente pelas laterais, as partículas se repeliram. À medida que o etanol acabasse e evaporasse, as partículas se atraíriam novamente. Ao ajustar o número e a posição das saídas de combustível numa partícula, os investigadores descobriram que poderiam ajustar as atrações e a motilidade das partículas. Além de ajudar os robôs a se moverem e se organizarem, suas descobertas também contribuem para um projeto educacional divertido. Há muito espaço para os alunos brincarem com diferentes designs impressos em 3D e concentrações de combustível para criar suas próprias partículas autopropulsadas. (Pesquisa e crédito de imagem: J. Wilt et al.; através de Ars Técnica)
