Cuando se cae una gota de agua en una matriz de nanotubos de carbono superhidrofóbico, ¿rueda, se desliza o ambos?

Answer 1

Como la superficie de la alfombra de nanotubos no puede ser totalmente perfecta, existe cierto grado de fricción de deslizamiento. Esto significa que la gota tendrá un punto de giro para la rotación. Una esfera sólida, incluso cuando se desliza, siempre hace cierta cantidad de balanceo al mismo tiempo.

Por otro lado, salvo cuando está en un estado totalmente intacto, la gota de agua no es perfectamente esférica, por lo que para rodar tiene que deformarse, lo cual es resistido por la viscosidad del líquido (fricción interna). La resistencia a la rodadura es proporcional al diámetro del parche de contacto (el área de la gota que se aplana contra la superficie por su propio peso, que se modifica por la hidrofobicidad de la superficie). Esto se puede medir, o calcular si se conocen las energías de la superficie para la interfaz nanotubos-agua. Luego, se puede verificar si la velocidad de la gota, medida en el video, se puede atribuir a esta resistencia a la rodadura o si también hay algo de deslizamiento.

También puede haber otra forma: dado que la forma de la gota está oscilando, el par resultante, que diferencia el momento angular de la gota, será intermitente. Si rodar es el componente principal del movimiento de la gota, esto se manifestará como una oscilación en la velocidad de la gota.

Ambos enfoques se tropiezan con el problema de que probablemente la fricción de rodar o deslizar es tan baja en este caso, que su efecto del movimiento de la gota está por debajo del margen de error en la medición de la velocidad de la gota.

A pesar de todo, sería mucho más fácil si la gota contenga algunas partículas suspendidas que nos permitan visualizar la rotación.