Perché fa “splash”?

Perché due oggetti che cadono in acqua, a parità di forma, materiale e dimensioni, possono fare più o meno schizzi, e più o meno rumore? Spiegare il fenomeno non è banale, ma i fisici dell’Università Claude-Bernard di Lione, guidati da  Lydéric Bocquet, credono di aver trovato la risposta: la chiave è nel film ultrasottile di rivestimento. Le caratteristiche molecolari della superficie – a seconda che siano idrofobe o idrofile – cambiano il risultato dello “splash”.

I ricercatori hanno seguito alcuni esperimenti condotti con due sfere di vetro (il materiale con la superficie più idrofila), di identica forma e dimensione, lanciate in acqua da una altezza di 1,25 m. L’unica differenza tra le due sfere era il rivestimento superficiale: una era stata ricoperta con un nano-strato (dello spessore di una molecola) di silano, composto repellente all’acqua, l’altra, invece, era stata ben levigata e pulita in modo da restare completamente bagnata al contatto con l’acqua. Le prove hanno dimostrato che la prima sfera genera molti schizzi e elevato rumore, mentre l’altra produce un tonfo secco e sordo.

L’effetto, finora ignorato in idrodinamica, dipende dal fatto che non appena la sfera entra a contatto con il liquido, un sottile strato di acqua tende a rimanere attaccato alla sua superficie. Se si utilizza un rivestimento repellente, questo sottile strato è respinto, si stacca dalla superficie con rumore, creando una tasca d’aria intorno alla sfera. Se invece la superficie è idrofila, ben levigata e pulita, il film di acqua vi resta attaccato, ricoprendo completamente la sfera man mano che entra in acqua e, dunque, non si hanno né schizzi, né la sacca d’aria, con un rumore di caduta minino. La scoperta potrebbe avere applicazioni, sia in campo aeronautico che navale: potrebbe aiutare a ridurre le spruzzate d’acqua negli impatti ad alta velocità, per esempio dei siluri. (a.l.)