A convecção granular, nome científico para o fenômeno de coisas grandes subindo à superfície de uma mistura de pequenas partículas, também é conhecida como “efeito castanha-do-pará” e ocorre com frequência no mundo natural. Agitar, por exemplo, um balde de seixos e areia pode ser usado para examiná-lo.
A percepção de que as coisas mais pesadas devem afundar devido à força da gravidade e da inércia está em desacordo com esse resultado peculiar. Na natureza, a sedimentação, que envolve o afundamento de partículas sólidas espalhadas em um líquido sob a influência da gravidade ou forças inerciais, exemplifica isso.
O efeito da castanha-do-Pará foi observado experimentalmente pela primeira vez por físicos da Universidade de Utrecht e da Faculdade de Física da UW em uma mistura de partículas coloidais carregadas.
Até agora, acreditava-se que a entrada de energia externa é obrigatória para gerar esse efeito. No entanto, modelos teóricos sugeriram que o efeito pode ocorrer espontaneamente em sistemas coloidais brownianos, sem entrada de energia externa, em dispersões de partículas carregadas em um óleo de baixa polaridade.
Os cálculos teóricos foram confirmados experimentalmente pela primeira vez por um grupo de físicos experimentais e teóricos da Universidade de Utrecht e da Faculdade de Física da Universidade de Varsóvia.
Dr. Jeffrey Everts da Faculdade de Física da Universidade de Varsóvia enfatiza, “Mostramos que o efeito castanha-do-brasil pode ocorrer em uma mistura de partículas coloidais carregadas acionadas apenas por movimentos brownianos e repulsão de cargas elétricas”.
Para o experimento, os cientistas usaram partículas carregadas de polimetilmetacrilato com diferentes diâmetros. Eles usaram um solvente de baixa polaridade, brometo de ciclohexil, como agente dispersante.
Os cientistas apontaram, “Embora o “efeito castanha-do-brasil” ocorra tanto em misturas granulares (por exemplo, nozes) quanto coloidais, os mecanismos para sua formação são completamente diferentes. No caso de uma mistura de nozes, como resultado da agitação, as nozes menores preenchem os espaços criados no fundo, empurrando as nozes maiores para cima. Enquanto isso, as partículas carregadas no colóide sofrem movimento browniano como resultado de colisões com as moléculas de solvente circundantes.
Doutor Jeffrey Everts Explicar, “Cada partícula é carregada positivamente. Partículas mais pesadas, mas maiores, têm uma carga maior, então elas se repelem com mais força, fazendo com que se movam para cima com mais facilidade do que as partículas menores, mas mais leves”.
Segundo os cientistas, este estudo poderia ser usado em campos como geologia, física da matéria, etc.
Referência da revista:
- Marjolein N. van der Linden, Jeffrey Everts et al. Realização do efeito castanha-do-pará em colóides carregados sem condução externa. PNAS. DOI: 10.1073/pnas.2213044120
