Planchas calientes con imanes para mover gotas rápidas

Deja caer una gota de agua en una sartén caliente, veras que el agua se evapora rápidamente. Deja que se caliente un poco más la sartén, y veras que la gota no se evapora en la sartén. Entre la sartén y la gota se forma una capa de vapor, la que evita que toda la gota desaparezca, y que su fricción disminuya.

Llamado efecto Leidenfrost. Este fenómeno ocurre a temperaturas por arribar del punto de ebullición del líquido. Ahora bien. Investigadores franceses han transferido este efecto térmico de las cocinas al laboratorio. Controlando gotas de oxigeno líquido con imanes, los científicos han encontrado curiosidades en estas gotas calientes.

Dado que el punto de ebullición del oxigeno es muy bajo (-183 grados centígrados, el equipo de investigadores fueron capaces de observar este efecto a temperatura ambiente. Más aún, el oxigeno líquido es paramagnético; esto decir, responde a campos magnéticos. Cuando una gota esta cerca de un imán, esta cambia su velocidad dependiendo de la dirección del campo magnético. Todo esto puede verse en el video siguiente, que es cortesía de Keyvan Piroird, Baptiste Darbois Texier, Christophe Clanet y David Quéré “Paramagnetic Leidenfrost Drops,” ArXiv, 13 Oct 2010. Que por cierto, F. Villatoro tiene hospedado entre sus curiosidades. 

Mediante varios imanes se puede atrapar una gota en un movimiento oscilatorio o pararla en seco. Tal vez este efecto térmico/magético se puede emplear para el desarrollo de puertas lógicas basadas en gotas, y muy tal vez, contar en el futuro con computadoras construidas en base de líquidos.



De la cocina, al espacio y al infinito...
Así, para Keyvon Piroird, del ESPCI ParisTech, y amigos, nos encontramos con una nueva forma de manipular gotas. Por ejemplo, su equipo es capaz de usar los imanes para impulsar las gotas de modo similar como la gravedad se utiliza para impulsar naves espaciales hacia los planetas exteriores del sistema solar.

Cuando una nave espacial se aproxima con la velocidad correcta a un planeta, la nave aprovecha el tirón gravitacional para ganar aceleración hacia una nueva dirección. A pesar que la velocidad relativa entre nave y planeta permanece igual, la velocidad relativa entre la nave y el Sol ha cambiado, permitiendo a la nave ahorrar combustible para su viaje.

De modo similar, la gota de agua puede ser acelerada alrededor de un imán en movimiento. El movimiento del campo magnético puede acelerar en una nueva dirección a la gota de oxigeno liquido. El futuro, este equipo espera investigar como los imanes puede afectar gotas orbitando, posiblemente casando que estas se rompan violentamente.

Leidenfrost debe de estar orgulloso de que un efecto que se ve en la cocina, se relacione con la trayectoria de las naves espaciales, y con gotas de oxigeno cerca de imanes. Pues en física son úsales esta clase de conexiones :)

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