O café quentinho de manhã está na rotina de muitos trabalhadores. O que poucos sabem, porém, é que as manchas dessa agradável bebida podem ser aplicadas de modo muito útil, inspirando a implantação industrial de tintas na fabricação de eletrônicos.
Conduzido por pesquisadores na Inglaterra e na China, especialistas notaram que o efeito chamado “anel do café”, previsto na mecânica dos fluidos, é similar aquele que dificulta a aplicação de tintas com grafeno, materiais 2D e nanopartículas. Tal dinâmica análoga ao café é responsável pelo mal funcionamento de diversas impressões de sensores, detectores de luz, baterias e células solares. Os resultados desse estudo foram publicados no jornal científico Science Advances.
O “anel do café”
O que acontece com uma xícara cafeinada é bem simples. Durante o “anel do café”, as partículas ficam suspensas nos limites de cada gota do líquido, que está prestes a evaporar. Isso faz com que essas partículas sólidas se acumulem, formando um anel característico. Em outras palavras, é esse comportamento que forma bordas mais escuras nas manchas do café.
A característica também se verifica em tintas e revestimentos. As tinturas, por exemplo, acumulam partículas nas bordas, de modo também irregular. O maior problema da falta de uniformidade está na dificuldade de se trabalhar com impressão em superfícies sólidas ou inflexíveis, como em plásticos industriais e em silício.
Como resolver?
Trajetória das partículas conforme o fenômeno do “anel do café”. Em vermelho, aparece o fim do trajeto, onde há maior concentração da substância. Foto: Universidade de Cambridge/Divulgação
Os pesquisadores foram em busca de uma alternativa para fenômenos que atuam tanto no café como nas tintas. A pesquisa aponta que a indústria de eletrônicos pode se beneficiar de um ingrediente-chave capaz de solucionar o problema: o álcool — ou, mais precisamente, o álcool isopropílico e o 2-butanol.
Quando aplicadas a tinturas, essas substâncias, de acordo com o estudo, podem ajudar a distribuir mais uniformemente a concentração de tinta em cada gota, resolvendo o problema do “anel do café”, ao criar um formato inusitado.”A forma natural das gotículas de tinta é esférica, no entanto, por causa de sua composição, nossas gotículas de tinta adotam formas de panqueca”, explicou o pesquisador Tawfique Hasan, da Universidade de Cambridge, em comunicado.
A descoberta é importante, pois soluções anteriores ao estudo criavam um outro dilema: a ineficácia da impressão. Por exemplo, isso ocorria com os polímeros ou surfactantes, dois aditivos comerciais, capazes de uniformizar a tinta; mas, por outro lado, eles degradavam as propriedades eletrônicas do grafeno e de outros materiais 2D.
Além de evitarem esse “efeito colateral” dos aditivos, uma vantagem dos álcoois é que, eles também permitem melhor reprodutibilidade e escalabilidade. Tanto que, com essas substâncias, os pesquisadores imprimiram impressionantes 4,5 mil dispositivos idênticos e formularam mais de uma dúzia de tintas com diferentes materiais além do grafeno.