În Belgia, o echipă de oameni de știință a reușit să manipuleze suprafața apei într-un mod inedit, creând ceea ce ei numesc „peisaje lichide”. Această inovație, pe cât de curioasă, pe atât de promițătoare, deschide noi orizonturi în înțelegerea și controlul fluidelor.
Grupul de Cercetare și Aplicații în Fizică Statistică (GRASP) din cadrul Universității din Liège a utilizat structuri minuscule, cu o dimensiune de doar câțiva milimetri, create prin imprimare 3D, pentru a altera suprafața apei.
Prin această metodă, cercetătorii au generat peisaje lichide ce pot fi programate, permițând chiar mișcarea controlată a particulelor în interiorul acestor medii acvatice sculptate. Rezultatele acestei cercetări au fost publicate în prestigiosul jurnal Nature Communication, în aprilie 2026.
Pentru a înțelege pe deplin importanța acestei descoperiri, este esențial să se lămurească două concepte fundamentale din fizica fluidelor: tensiunea superficială și meniscul.
Tensiunea superficială reprezintă acea peliculă protectoare invizibilă de la suprafața apei, o proprietate ce îi permite să reziste forțelor externe, funcționând ca o membrană elastică.
Pe de altă parte, meniscul se referă la acele curburi aproape imperceptibile care apar la suprafața unui lichid, în special atunci când orientarea suprafeței unui obiect nu este compatibilă cu cea a lichidului înconjurător.
În demersul lor științific, cercetătorii și-au propus să „sculpteze” apa, creând meniscuri controlate cu scopul de a genera aceste peisaje lichide pe o anumită suprafață.
Ei au folosit o imprimantă PolyJet, de la Stratasys, pentru a produce structuri de tip zăbrele, care sunt o combinație ingenioasă de spații goale și material solid. Materialul a luat forma unor coloane minuscule, de un milimetru, cu vârfuri rotunjite.
Aceste coloane au fost poziționate suficient de aproape una de cealaltă pentru a deforma suprafața apei, fără însă a-i afecta tensiunea superficială inerentă. Experimentele au continuat prin plasarea acestor structuri de tip zăbrele în cutii Petri, peste care s-a adăugat apă.
Cantitatea de apă a fost calculată astfel încât să acopere coloanele și să genereze un menisc distinct în jurul fiecărei structuri. Prin această manipulare, oamenii de știință au descoperit că prin modificarea înălțimii și a distanței dintre aceste coloane, suprafața apei încetează să mai fie plană.
Au fost generate apoi multiple parcele de test, fiecare ducând la obținerea unor peisaje acvatice diferite, în funcție de modificările aduse configurației coloanelor. Aplicațiile acestei inovații sunt vaste și promițătoare.
Studiul subliniază că această metodă oferă o modalitate cu totul nouă de a deplasa și sorta obiecte plutitoare, cum ar fi mici sfere, picături sau chiar particule de plastic.
Descoperirile arată că atunci când suprafața lichidului este înclinată, obiectele mai ușoare urcă datorită forței arhimedice, în timp ce cele mai dense coboară sub acțiunea propriei greutăți, comportându-se ca și cum ar aluneca pe o „colină de apă”.
Astfel, aceste cercetări deschid drumuri noi în domeniul micromanipulării, vizând în special sortarea și transportul precis al particulelor la scară microscopică.
Un impact semnificativ ar putea fi observat în lupta împotriva poluării marine, de exemplu în gestionarea și colectarea microplasticelor, o problemă globală cu repercusiuni grave asupra mediului.
