Una gota de aceite rodeada de anillos

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  • 06/09/2017

Física de la materia condensada

Bajo la influencia de un campo eléctrico, esta gota de aceite de silicona adquiere una forma asombrosa.

Physical Review Letters

No es Saturno, sino una gota de aceite de silicona sumergida en aceite de ricino y sometida a un campo eléctrico [Q. Brosseau y P. Vlahovska].

¿Una nueva fotografía de Saturno y sus anillos? No, no la tomó la sonda Cassini. Se trata de una gota de aceite de silicona suspendida en un baño de aceite de ricino.

Bajo la influencia de un campo eléctrico uniforme, la gota se alarga, adopta una forma oblonga. En el ecuador la interfaz se remansa en una película delgada, de alrededor de 0,1 milímetros de espesor. Esa película es inestable y se descompone en «anillos» y luego en microgotas, visibles aquí sobre los anillos más alejados del centro.

Como existe una suficiente diferencia de conductividad entre los dos fluidos (el aceite de silicona y el aceite de ricino), en la superficie de la gota se genera un flujo de iones, denominado flujo electrohidrodinámico, que circula desde los polos hacia el ecuador o a la inversa, según la diferencia de conductividad. Quentin Brosseau y Petia Vlahovska, de la Universidad Brown, en Providence, Estados Unidos, doparon el aceite de ricino con iones disueltos para modificar su conductividad e influir en la circulación del flujo hacia el ecuador.

Un segundo después de la activación del campo eléctrico, la convergencia del flujo hacia una línea de estancamiento ecuatorial entraña la formación de anillos. ¿Por qué anillos? De momento esto sigue siendo un misterio: «no es intuitivo que una gota se desestabilice así; habitualmente toma la forma de una corona, como le pasa a una gota que cae al suelo», según explica Brosseau. Asunto pendiente, pues.

Clément Dufrenne/Pour la Science

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Pour la Science.

Referencia: «Streaming from the Equator of a Drop in an External Electric Field», Quentin Brosseau y Petia M. Vlahovska en Physical Review Letters 119, 034501, publicado el 20 de julio de 2017; «Fluid rings and droplet arrays via rim streaming», Quentin Brosseau y Petia M. Vlahovska en arXiv: 1612.08613v1 [cond-mat.soft], publicado el 27 de diciembre de 2016.

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