Turbulência interfacial em filmes coloidais

Orientador: Omar Teschke Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho foi investigada a correlação entre as dimensões dos padrões regulares formados durante a anodização de alumínio em ácidos sulfúrico, oxálico, crômico fosfórico e a variação da molhabilidade medida entre dois estados distintos de polarização do alumínio, os estados de evolução de H2 e de crescimento de óxido na mesma solução ácida. Para esta medida foi desenvolvido um equipamento do tipo Wilhelmy, utilizado para medidas de tensão superficial. A correlação acima citada sugeriu que os padrões fossem formados por gradientes de tensão interfacial induzidos por flutuações da concentração de Al2O3. Um modelo hidrodinâmico utilizando a equação de Navier-Stokes foi utilizado para descrever as forças que atuam na camada coloidal formada durante a oxidação. Esta hipótese foi confirmada através de unta correlação obtida entre as dimensões das células formadas nos padrões regulares e a variação da tensão superficial, propondo que a força motriz que movimenta o colóide e o liquido seja a variação da tensão superficial, para distintas concentrações de ácido sulfúrico. Os resultados indicam que a tensão interfacial pode gerar turbulência, o que provocaria a formação dos padrões regulares observados Abstract: In this work we investigate the correlation between the almost regular pattern size obtained in aluminum anodization for various acid solutions like sulfuric, oxalic, chromic, and phosphoric acids and its wettability variations determined by using a Wilhelmy-type apparatus, obtained for two aluminum electrode polarization¿s, i.e. anodic deposition and H2 evolution immersed in the same acid solutions. The correlation between these two factors suggested that these patterns are generated by interface tension gradients induced by Al2O3 concentration fluctuations. A theoretical model that describes the forces acting on a colloidal Al2O3 layer formed on the electrode surface was developed by using the Navier-Stokes equation. The hypotheses was checked by establishing a correlation between the measured size of periodic cells formed and the measured surface tension variation and assuming that this surface tension variation is the driving force of the liquid layer movement for various sulfuric acid concentrations. A good matching between the model and the measured values was obtained indicating that surface tension gradients may indeed generate turbulence that leads to the formation of the observed regular patterns Doutorado Física Doutor em Ciências