Equilibrio de estructuras líquidas parcialmente cubiertas por dos líquidos y en contacto con un sustrato sólido

RAVAZZOLI, P. D.; GONZÁLEZ, A. G.; DIEZ, J. A.

San Luis, Argentina

Congreso; XVII Reunión sobre Recientes Avances en Física de Fluidos y sus Aplicaciones; 2023

Asociación Física Argentina

Estudiamos las soluciones analíticas de equilibrio de gotas sésiles apoyadas sobreuna superficie horizontal cuando son parcialmente cubiertas por otro líquido inmis-cible, por lo tanto, parte de la gota se encuentra en contacto con un tercer fluido(típicamente aire). Asumiendo condiciones de simetría y sin flujo sobre las paredesdel recipiente, encontramos la solución de equilibrio a partir de resolver la ecuaciónde Young-Laplace para tres interfaces: una que conecta el sustrato con el punto decontacto triple, y las otras dos unen este punto con el eje de simetría y con la pareddel recipiente. El equilibrio se logra si para volúmenes dados se cumplen las leyes deNeumann’s y de Young’s en el punto de contacto triple y en la línea de contacto enel sustrato entre los dos líquidos inmiscibles.En particular encontramos que la forma de la primera de las interfaces dependefuertemente del volumen exterior, mientras que el ángulo de contacto y las tensionessuperficiales no introducen cambios cualitativos. En las diferentes soluciones halla-das, la forma de la curva que une el sustrato con el punto triple, presentan uno o máscuellos, o inclusive ninguno. Un análisis energético permite predecir que las solucio-nes que presentan cuellos se romperán dando lugar a sistemas separados formadospor una gota sésil, una lente flotante y eventualmente gotas esféricas (dependiendodel número de cortes).