Unos físicos descubren el 'truco' del anillo de café
La forma esférica de las partículas en suspensión en un líquido favorece la formación de una mancha en forma de aro
Al secarse una gota de café en una superficie sólida no queda una mancha uniforme, un lunar, sino un anillo. Es lo que se llama el efecto del anillo de café y unos físicos han descubierto por qué se produce. Además, han averiguado cómo lograr una mancha uniforme. Puede parecer una mera curiosidad científica, pero es también una buena idea para determinadas aplicaciones industriales, como las impresoras de inyección de tinta o los revestimientos con finas películas. El truco está en la forma de las partículas de café.
Arjun Yodh (Universidad de Pensilvania) y tres jóvenes colaboradores hicieron experimentos con gotas de agua que contenían en suspensión partículas de poliestireno de tamaño micrométrico y diferentes formas (esferas, esferas ligeramente deformadas y elipsoides), explica la revista Nature, donde estos científicos presentan su investigación y los resultados.
"El efecto del anillo de café es muy común en la vida diaria y, para evitarlo, los científicos han hecho todo lo posible para diseñar pinturas y tintas que produzcan un recubrimiento uniforme tras la evaporación", señala Peter Yunker, uno de los investigadores del equipo. "Nosotros hemos descubierto que el efecto puede eliminarse sencillamente cambiando la forma de las partículas". Yodh añade: "Las diferencias geométricas cambian la naturaleza de la membrana en la interface aire-agua".
En la gota de líquido depositada en una superficie sólida, las partículas esféricas tienden a desplazarse hacia del borde de manera que, cuando el líquido se evapora, la mayoría han llegado a ese límite y ahí forman la mancha con forma de anillo. Estas partículas fluyen fácilmente porque no deforman sustancialmente la interface aire-agua y se separan fácilmente de ella. Sin embargo, Yodh y sus colegas han constatado que las elipsoidales provocan ondulaciones en la interface que, a su vez, induce fuerte atracción entre esas partículas de manera que tienden a quedarse atrapadas en la superficie de la gota, bloqueándose unas a otras y cubriendo uniformemente la mancha cuando se seca. Según los experimentos, basta con estirar la geometría de las partículas esféricas aproximadamente un 20% para lograr una deposición uniforme de la mancha. La solución para evitar el efecto del anillo de café está, por tanto, en añadir una pequeña cantidad de partículas no esféricas a la suspensión, dicen estos científicos.
