Pesquisadores da Universidade Politécnica e Estadual da Virgínia (Virginia Tech) nos EUA desenvolveram uma superfície que faz com que o gelo se mova sozinho. A inspiração veio de rochas que misteriosamente deslizam sobre o leito seco do Lake Racetrack Playa no Vale Da Death National Park, na Califórnia. Um artigo descrevendo o estudo foi publicado este mês na revista Materiais aplicados e interfaces ACS.
A descoberta tem aplicações práticas em diferentes áreas. Técnicas de descongelamento rápido podem se beneficiar dessa superfície, evitando o acúmulo de gelo em equipamentos e estradas. Além disso, pode ser usado para captura de energia: o movimento do gelo nos canais direcionais pode gerar com eficiência eletricidade, mostrando que a ciência básica pode inspirar soluções tecnológicas criativas.
Resumindo:
- Uma superfície inovadora que faz com que o gelo seja desenvolvida por uma equipe de cientistas;
- Nele, o gelo se move sobre a água derretida, simulando a propulsão natural;
- Grooves fluxo de água direta, controlando o movimento do gelo;
- Inspirados em “pedras deslizantes”, a tecnologia pode acelerar o descongelar e produzir energia limpa.
Relacionamento entre gelo autopropulsado e as pedras do vale da morte
A idéia veio quando Jack Tapocik, um estudante de doutorado da Virginia Tech, assistiu a um disco de gelo em uma placa de metal. Ao derreter, a água formou uma poça sob o gelo, mas o disco permaneceu imóvel por alguns segundos. De repente, ele deslizou sozinho, dirigido por água derretida, como se tivesse sua própria propulsão.
O fenômeno se assemelha às “pedras deslizantes” do vale da morte, que deixam trilhas longas no solo seco. Em 2014, o motivo do movimento, até agora atribuído às forças sobrenaturais, foi descoberto pelo professor Richard Norris, do Instituto de Oceanografia da Universidade da Califórnia em Oceanografia em San Diego (UC San Diego). Ele demonstrou que a combinação de solo duro, chuva, gelo e vento fez as rochas flutuar sobre camadas finas de água congelada, permitindo que elas se movessem.
Procurando replicar o conceito, a equipe de equipe Jonathan Boreyko, coordenadora do Laboratório de Fluidos e Interfaces da Virginia Tech, decidiu testar superfícies que aumentam o gelo por conta própria. Para fazer isso, eles cortam ranhuras assimétricas em placas de alumínio, formando um padrão de espinha de peixe. Esses canais direcionam o fluxo de água derretida, carregando o gelo com ele, como se navegasse em um rio criado artificialmente.
Experimentos subsequentes revelaram um efeito ainda mais interessante. Ao cobrir as placas com spray repelente, esperava -se apenas acelerar o movimento, mas o gelo acabou aderindo à superfície. Isso levou à descoberta do “efeito Slingle”: a água derretida que escapa da borda frontal cria uma tensão superficial desigual, projetando o disco de gelo à frente sem ajuda externa.
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Os fenômenos naturais estimulam tecnologias para energia sustentável
Comparado ao movimento das rochas do vale da morte, o gelo dos sinais de Tech Virginia é muito mais rápido, tornando o efeito mais controlável e previsível. A equipe acredita que essa tecnologia pode ter um impacto significativo, especialmente nos sistemas de geração de energia.
“Se a estrutura da superfície tivesse um padrão circular em vez de uma linha reta, o objeto no derretimento giraria continuamente”, disse Boreyko em um comunicação. “Agora imagine colocar ímãs sobre o gelo em vez de pedras. Esses ímãs também girariam, o que poderia ser usado para gerar energia”.
O desenvolvimento total levou cinco anos de pesquisa, incluindo testes de modelagem e melhoria de ranhura. A aplicação prática do estudo ainda está na fase experimental, mas o conceito demonstra como fenômenos naturais aparentemente misteriosos podem inspirar inovações tecnológicas eficientes e sustentáveis.