Tá, mas e esse negócio de “cortar água”? Que raio é isso?

2) O que é hidrofobia?

Bom, esse termo é composto das raízes gregas hydro = água e fobos = aversão, medo. A tradução seria “aversão à água”.

A faca especial usada no vídeo é altamente avessa à água, tanto que quando entra em contato com ela faz com que a gota (ou suas metades) seja repelida.

3) Por quê uma faca corta e outra não?

Ora, porque a outra faca não tem uma superfície tratada para se tornar hidrofóbica. Imagine que a faca que corta foi recoberta com uma fina camada de gordura animal. Você já viu água e gordura se misturarem?

Claro que não, a gordura é hidrofóbica e, portanto, repele a água.

4) E o que a “tensão superficial” do título desse post tem a ver com tudo isso?

Simples. A tensão superficial é uma coisa que se observa em todos os líquidos.

Para entender melhor o que é esse fenômeno, vamos pensar em uma gota de água sobre uma superfície toda engordurada.

A gota de água tem aversão à gordura da superfície e, portanto, tende a entrar o mínimo possível em contato com a superfície engordurada.

Dessa forma, a gota vai assumir uma forma o mais próxima possível da forma esférica.

Se eu quiser que a gota de água se espalhe melhor sobre a superfície gordurosa e forme um filme líquido, eu precisarei exercer uma força para espalhar melhor essa gota.

(Na imagem, a gota da direita está sobre uma superfície engordurada ou hidrofóbica e não a molha. Na esquerda, temos água sobre uma superfície hidrofílica, e a molha completamente.)

Existem líquidos que exigirão uma força maior para que esse espalhamento aconteça, outros líquidos exigirão uma força menor.

Essa força a ser exercida dividida pelo comprimento que se quer dar ao filme líquido será chamado de tensão superficial.

Um líquido com uma elevada tensão superficial indica que para aumentar minimamente o tamanho do filme líquido será necessário exercer uma força elevada sobre ele.

E qual a origem da tensão superficial?

Bem, todas as substâncias possuem moléculas que interagem entre si.

O fato é que as moléculas que ficam no interior do líquido sentem essas forças de forma mais ou menos parecida em todas as direções (isso se chama de isotropia).

As moléculas que ficam na superfície do líquido ficam no que chamamos de interface. Na interface, as moléculas da fase líquida não possuem moléculas acima dela (a não ser umas poucas que estão na fase gasosa).

Essa “ausência” de moléculas faz com que as moléculas da interface sofram uma espécie de desequilíbrio de forças. As moléculas da interface vão interagir apenas com moléculas “abaixo” delas, fazendo com que o somatório de forças aponte para o interior do líquido (bulk).

De forma bem simples, as moléculas da interface ficam mais coesas entre si e macroscopicamente (a olho nú) é como se elas formassem uma película.

E é essa “película” que as facas mostradas no vídeo se dedicam a “cortar”.

A faca que consegue cortar a gota possui uma superfície extremamente hidrofóbica e consegue “romper” essa “película” formada pela coesão das moléculas de água da superfície.

O sucesso da faca em separar a gota em duas está no fato de que sua lâmina foi preparada de tal forma que quando a água toca na lâmina, ao invés de se espalhar e molhar a superfície metálica da mesma ela forma uma película coesa e não molha a faca.

Pelo contrário, o líquido faz o máximo possível para não se espalhar sobre a lâmina da faca, como se fugisse do contato com a lâmina.

Como o operador da faca está exercendo uma força (descomunal para a pobre gotinha de água, snif), à medida que a lâmina desce em direção à superfície de Teflon a gota vai efetivamente sendo separada em duas.

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