O mistério das gotículas pontiagudas foi finalmente resolvido

(dr) Leiden University

Um determinado tipo de gotículas de óleo muda de forma quando são arrefecidas e encolhidas, passando de esféricas a icosaédricas para hexagonais planas. Duas teorias tentaram explicar o fenómeno, mas não conseguiram.

Uma equipa de cientistas da Universidade de Sofia, na Bulgária, conseguiu agora desvendar o mistério, enquanto estudava pequenas gotículas oleosas de alcanos – hidrocarbonetos saturados acíclicos – na água, estabilizadas com moléculas de surfactantes semelhantes a sabão.

Segundo o SciTechDaily, os investigadores descobriram, nas experiências, que quando a temperatura baixa, as gotículas mudam de formas esféricas comuns para formas icosaédricas parecidas com cristais.

A temperaturas ainda mais baixas, transformam-se em losangos ou hexágonos de quatro lados, com “tentáculos” nos cantos.

Outro grupo de cientistas, desta vez da Universidade Bar-Ilan, em Israel, fez observações semelhantes e percebeu que as pequenas gotas eram mais propensas a mudar de forma.

Os investigadores búlgaros propuseram uma teoria que determina que uma fina camada abaixo dos surfactantes causa as arestas. No entanto, as imagens microscópicas detalhadas do laboratório israelita não encontraram essa camada.

Para explicar as mudanças na forma, os físicos tiveram que incluir no modelo quatro variantes: tensão superficial, gravidade, defeitos e curvatura espontânea. Esta última é um efeito da forma das moléculas que constituem a camada sólida.

Quando moléculas longas são empilhadas como fósforos dentro de uma caixa, a interface é plana, mas quando uma das extremidades das moléculas é mais “gorda” do que a outra, a membrana resultante pode ter uma curvatura.

Enquanto os defeitos e a gravidade tendem a dobrar as gotas, a tensão superficial tende a restaurar a forma esférica.

No entanto, na presença de curvatura espontânea, esse efeito torna-se mais fraco à medida que as gotas se tornam mais pequenas. Isto faz com que gotas pequenas sejam sujeitas a lapidação e explica o comportamento misterioso.

Já os estranhos “tentáculos” que se desenvolvem a temperaturas mais baixas precisam ainda de ser explicados.

O artigo científico com as descobertas foi publicado na Physical Review Letters.

Liliana Malainho, ZAP //

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