Uma equipa de cientistas da Queen Mary University of London e a Russian Academy of Sciences encontraram um limite de quão líquido pode ser um líquido.
A viscosidade, a medida de quão líquido pode ser um fluído, é uma propriedade que experimentamos diariamente quando enchemos uma chaleira, tomamos um banho, derramamos óleo de cozinha ou nos movemos pelo ar.
Sabemos que os fluídos ficam mais espessos quando arrefecidos e líquidos quando aquecidos, mas qual é o limite do líquido se o continuarmos a aquecer?
Eventualmente, o líquido ferve e torna-se um gás ou uma substância densa semelhante a gás se aquecido a alta pressão. No ponto em que transita entre o estado líquido e o gás, está o valor mínimo de viscosidade.
A viscosidade é considerada impossível de calcular a partir da teoria porque depende fortemente da estrutura, composição e interações líquidas, bem como das condições externas.
Apesar dessa dificuldade, os investigadores desenvolveram uma equação para o fazer. No estudo, publicado em abril na revista científica Science Advances, os cientistas mostram que duas constantes físicas fundamentais governam o quão líquido pode ser um líquido.
A equação relaciona o valor mínimo da viscosidade elementar (o produto da viscosidade e o volume por molécula) à constante de Planck, que governa o mundo quântico, e a proporção de massa protão-eletrão adimensional.
“Este resultado é surpreendente. A viscosidade é uma propriedade complicada que varia fortemente para diferentes líquidos e condições externas. No entanto, os nossos resultados mostram que a viscosidade mínima de todos os líquidos é simples e universal”, disse Kostya Trachenko, da Queen Mary University of London e principal autora do estudo, em comunicado.
Este limite pode ser aplicado quando for necessário um novo fluído para um processo químico, industrial ou biológico com baixa viscosidade. Um exemplo em que isso é importante é o uso recente de fluídos supercríticos para formas ecológicas e ambientalmente limpas de tratar e dissolver produtos residuais complexos.
Nesse caso, o limite fundamental descoberto fornece um guia teórico útil sobre o que procurar. Além disso, também nos diz que não devemos desperdiçar recursos tentando superar o limite fundamental, porque as constantes da Natureza moldarão a viscosidade nesse ponto ou acima dele.
“Há indicações de que o limite inferior fundamental da viscosidade do líquido pode estar relacionado com áreas muito diferentes da Física: buracos negros e o novo estado da matéria, quark plasma de gânglio, que aparece em temperaturas e pressões muito altas. Explorar e apreciar essas e outras conexões é o que torna a ciência cada vez mais emocionante”, concluiu Vadim Brazhkin, da Russian Academy of Sciences e co-autor do estudo.
