Pós-doc Alexandre Barros de Almeida

Pontes capilares correspondem a um pequeno volume de líquido confinado entre duas superfícies. Essas podem ser encontradas em diversas situações, desde a fisiologia pulmonar, aplicações na escala nanométrica com o Microscópio de Força Atômica (MFA) e até em dispositivos de extração de energia a partir da vibração mecânica do ambiente. Com relação ao primeiro caso, as pontes capilares se formam devido à desfunção de um fluido complexo denominado surfactante pulmonar. As pontes capilares quando se formam/rompem emitem o ruído de crepitação, cuja intensidade pode ser associada a diferentes condições anômalas das vias aéreas. Com relação ao segundo caso, as pontes capilares exercem uma força de adesão na ponta do MFA, que pode causar alteração na resolução das imagens, e permitem o transporte de tinta na técnica “Dip-pen nanolithography”. As pontes capilares são descritas pela teoria capilar (TC) macroscópica que é uma teoria contínua. Aaplicabilidade dessa teoria para sistemas na escala nanométrica ainda é uma questão aberta. Em um manuscrito recém-submetido, executamos simulações de pontes capilares de água com volumes da ordem de 100 nm^3 e mostramos que a TC é capaz de descrever satisfatoriamente as propriedades dessas, como força de adesão, pressão, energia livre, tensão superficial e no diagrama de fase, que descreve a formação de uma ou duas gotas quando a altura crítica de ruptura é atingida. Atualmente, estamos avaliando o limite da aplicabilidade da TC quando as pontes capilares são comprimidas e as flutuações, não previstas pela solução analítica, que surgem no perfil dessas. Com relação ao terceiro caso, pontes capilares de água ou um líquido iônico em contato com capacitores elétricos de duas camadas podem conduzir eletricidade se essas forem submetidas a vibrações mecânicas. Por meio de um projeto em parceria com a Shell e FAPESP, exploraremos a viabilidade das flutuaçõestérmicas que observamos nas pontes capilares nanométricas como um novo mecanismo de vibração das pontes capilares, e assim obter maior eficiência na extração de energia desses dispositivos.

 

Supervisor: Prof. Adriano Alencar