Effetto Leidenfrost: Cos'è e cosa si è scoperto a suo riguardo?

Il fenomeno fisico noto come Effetto Leidenfrost avviene quando una sostanza liquida entra in contatto con una superficie molto più calda del suo punto di ebollizione.

Per esempio, se facessimo cadere delle gocce d’acqua su una padella con una temperatura di almeno 193 °C, noteremmo un comportamento strano: l’acqua inizierebbe a muoversi fluttuando sulla padella, fino ad evaporare. Il motivo di tale fenomeno risiede nella trasformazione di stato della parte d’acqua in contatto con la superficie “calda”, che passerebbe immediatamente allo stato gassoso, interponendosi tra la superficie della padella e la parte ancora liquida. Questo effetto è proprio di ogni liquido ed è riscontrabile in base alla temperatura di ebollizione della sostanza presa in esame. A tal proposito, i ricercatori hanno appena scoperto che questo fenomeno può verificarsi anche tra liquidi differenti.

Il gruppo di ricerca, guidato dal fisico Felipe Pacheco-Vázquez, ha esaminato liquidi come acqua, etanolo, metanolo, cloroformio e formammide, per constatare il comportamento delle “gocce" di ciascuna combinazione di liquidi. Utilizzando una piastra di metallo, riscaldata a 250 gradi (ben al di sopra di dei punti di ebollizione dei liquidi presi in esame), hanno permutato le gocce di liquido con altre colorate di blu. Le osservazioni hanno rivelato che quando le gocce appartengono a liquidi simili (con punti di ebollizione paragonabili), l’effetto Leidenfrost promuove la loro fusione con tempi relativamente celeri. Nel video si può osservare questo processo tra etanolo (goccia piccola) e acqua (goccia grande). Diversamente, le gocce con grandi differenze nelle proprietà (ad esempio acqua-etanolo o acqua-acetonitrile) rimangono a “rimbalzare” ed evaporare per diversi secondi, fino a raggiungere una dimensione critica per infine fondersi.

I ricercatori suggeriscono che questo “rimbalzo” è in realtà un triplo effetto Leidenfrost, in cui le gocce non cambiano stato solo al contatto con la superficie “calda”, ma anche tra loro stesse in base al punto di ebollizione specifico dei liquidi coinvolti. A tal proposito, hanno affermato: “Il rimbalzo è causato dalle diverse temperature di ebollizione e, quindi, la goccia più calda funziona come una superficie calda per la goccia con punto di ebollizione più basso, producendo contemporaneamente tre zone di contatto dello stato di Leidenfrost. Abbiamo chiamato questo scenario il triplo effetto di Leidenfrost". A proposito di liquidi, avete letto il nostro articolo sulla nuova fase liquida in arrivo dopo 100 anni di ricerca?

(Fonte immagine di copertina: Pacheco-Vázquez et al., PRL, 2021)