Seminário

Dynamics of two-dimensional liquid bridges

Sala 1.4.14, CIÊNCIAS ULisboa

Por Paulo Teixeira (Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, Instituto Politécnico de Lisboa; e Centro de Física Teórica e Computacional, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Portugal).

Uma gota de líquido colocada sobre um sólido assumirá diferentes formas, dependendo da permeabilidade do sólido pelo líquido, descrita quantitativamente pelo ângulo de contacto do líquido. Se colocarmos outro corpo sobre a gota, forma-se uma ponte líquida ou ponte capilar: uma parede ou coluna de líquido que liga dois corpos, que podem ser superfícies sólidas (planas ou curvas), partículas ou outros líquidos...


Abstract: The wetting of a solid by a liquid is ubiquitous in nature as well as in industry. A liquid drop placed on a solid will assume different shapes, depending on the solid's wettability by the liquid, described quantitatively by the liquid contact angle. If we place another body on top of the droplet, a liquid bridge or capillary bridge is formed: a wall or column of liquid connecting two bodies, which may be solid surfaces (flat or curved), particles,or other liquids. Liquid bridges are relevant in many contexts, such as sand art; atomic-force microscopy in high-humidity environments; soldering; the testing of weakly-adhesive solid surfaces; in lungs, where they may close small airways and impair gas exchange; the wet adhesion of insects and tree frogs; the feeding of shore birds; the spontaneous filling of porous materials; or as tools for contact angle measurements. Liquid bridges come in many different shapes, and they can cause attraction or repulsion between the bodies they connect. We started by studying a single vertical, two-dimensional liquid bridge spanning the gap between two flat, horizontal solid substrates of given wettabilities. For this simple geometry, the Young–Laplace equation can be solved (quasi-)analytically to yield the equilibrium bridge shape under gravity. We established the range of gap widths, as described by a Bond number. for which the liquid bridge can exist, for given contact angles at the top and bottom substrates. Next, we simulated the motion of this bridge when a force is applied to it parallel to the substrates, using a multicomponent pseudopotential lattice Boltzmann method. Both uniform and patterned substrates were considered, the latter consisting of alternating hydrophilic and hydrophobic stripes. We calculated the drag force exerted by the moving bridge on the confining substrates as a function of its velocity, for different contact angles and Bond numbers. We also investigated how the bridge deforms as it moves, as parametrised by the changes in the advancing and receding contact angles at the substrates relative to their equilibrium values. Finally, we determined how hard a bridge must be pushed in order to mobilise it, or to break it: bridges between uniform substrates can be mobilised by arbitrarily small forces, but in the case of striped substrates a finite force must be applied that apparently does not depend on pattern wavelength. In addition, we found that a bridge moving between patterned substrates cannot be mapped onto a bridge moving between uniform substrates endowed with some effective contact angle, even in the limit of very small pattern wavelength compared to bridge width. We shall conclude by discussing some possible future directions, including the extension to three dimensions and/or to non-Newtonian fluids.

 

14h00-15h00
CFTC - Centro de Física Teórica e Computacional
Lupa e caneta sobre página com texto e gráfico

O curso visa dar formação inicial a estudantes de pós-graduação sobre o processo de escrita, submissão e publicação de trabalhos científicos, focando principalmente a publicação de artigos científicos em revistas internacionais com revisão por pares - candidaturas até 10 de outubro.

Representação de parte do esqueleto humano

Submissão de trabalhos de Mestrado e de Doutoramento realizados na ULisboa, ligados à temática da saúde, até 12 de novembro.

Iconografia relacionada com a temática do curso

O curso fornece uma exploração aprofundada de isótopos estáveis como uma ferramenta valiosa em Ecologia, usando assinaturas isotópicas para rastrear processos ecológicos e revelando insights sobre o ciclo de nutrientes e água, interações de espécies e condições ambientais em diversos ecossistemas e comunidades - candidaturas até 17 de outubro.

Composição de três imagens relativas à área da deteção remota

Este curso visa dar formação na área de Deteção Remota, abrangendo desde a Observação da Terra pelos satélites até à utilização de Drones - candidaturas até 18 de outubro.

Fábrica

O evento pretende reunir investigadores que trabalhem sobre temas ligados à indústria e sobre património técnico e industrial, para uma reflexão prospetiva sobre o património industrial e atuais vias de colaboração no seu estudo, salvaguarda e preservação.

Título "Turin Staff Week 2025", sobre fotografia da cidade de Turim

Uma oportunidade única para desenvolver competências, criar redes internacionais e conhecer de perto uma das instituições parceiras da aliança Unite! - inscrições até 21 de setembro.

Quatro investigadores num laboratório

O curso visa capacitar investigadores, docentes e técnicos para integrar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais académicos - candidaturas até 22 de novembro.

Workshop no âmbito do Programa de Saúde e Bem-Estar da ULisboa.

Três investigadores num laboratório

O curso visa capacitar profissionais para aplicar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais industriais, promovendo práticas sustentáveis e eficientes - candidaturas até 22 de novembro.

Cesto com legumes

O curso tem como principal objetivo capacitar para a implementação e gestão sustentável de espaços de cultivo nas cidades, promovendo a segurança alimentar e a autonomia na produção de alimentos - candidaturas até 02 de novembro.

Natal 2025

Uma oportunidade única de estudantes e professores do ensino secundário dialogarem diretamente com especialistas de várias áreas científicas.

Computador portátil a projetar imagem de sequência biológica

O curso visa a aquisição de conhecimentos sobre as ferramentas bioinformáticas disponíveis para efetuar análises de sequências de DNA e proteínas, bem como a autonomia e espírito crítico na utilização dessas ferramentas. Procura igualmente desenvolver competências na utilização de software de bioinformática disponível gratuitamente na Internet e na interpretação do significado biológico dos resultados - candidaturas até 12 dezembro.

Bola de cristal colocada no solo

O curso tem como objetivo apresentar aos participantes um estado da arte atualizado sobre a diversidade da biota do solo e os papéis funcionais desempenhados pelos organismos do solo nos principais processos ecológicos - candidaturas até 19 de dezembro.

Imagem exemplificativa da área da deteção remota

Este curso avançado tem como objetivo fornecer acesso e ferramentas para a aquisição e processamento de dados de deteção remota para diferentes aplicações, usando imagens multiespectrais de satélite, drone, terrestres e LiDAR, com foco na caracterização da vegetação e da paisagem, bem como das suas mudanças ao longo do tempo - candidaturas até 19 de dezembro.

Imagem abstrata

Neste curso, será promovida uma abordagem multidisciplinar, apresentando as descobertas mais recentes sobre o tema e desafiando a forma tradicional de considerar as associações simbióticas como exceções e não como a regra - candidaturas até 09 de janeiro.

A conferência visa reunir os principais especialistas no domínio da Imagiologia Médica por Micro-ondas (MMWI) e incluirá palestras, apresentações e pósteres de resumos revistos por pares e artigos de conferências, bem como workshops em áreas satélite de investigação com interesse para a investigação em MMWI.

Pessoas a analisarem dados

Candidaturas até 13 de fevereiro.

Um curso prático, limitado a um pequeno número de participantes, destinado a quem procura formação básica em teoria e estatística macroecológica e deseja familiarizar-se com algumas das potenciais utilizações de vários métodos avançado - candidaturas até 13 de fevereiro.

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