Projtil lquido atravessando gota de gua pode nos livrar das injees


Mecnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 11/10/2021

Proj

Uma gota atravessar outra gota um pouco mais complicado do que os cientistas esperavam.
[Imagem: Utwente]

Injeo sem agulha

Existem milhares de vdeos mostrando cenas em cmera lenta de projteis atravessando os mais diversos objetos, de bales inflveis a mas.

Mas, e se o projtil no for um objeto slido, mas uma gota de lquido? E, melhor ainda, se um projtil lquido for disparado contra outra gota?

Foi justamente esse experimento que Miguel Santiago, da Universidade de Twente, nos Pases Baixos, se props a fazer.

E, mais do que obter belos efeitos visuais, Santiago est interessado em desenvolver sistemas de injeo de medicamentos sem agulhas, que possam substituir as seringas por disparos do medicamento ou vacina em alta velocidade, garantindo que os frmacos entrem em nossos corpos cheios de lquidos.

As perguntas cruciais eram: Como um jato de lquido penetra efetivamente na pele humana? Que distncia ele alcanar? E qual a melhor velocidade para disparar o lquido?

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Esquema do experimento de disparo de projteis lquidos contra gotas lquidas.
[Imagem: Miguel Angel Quetzeri-Santiago et al. – 10.1039/D1SM00706H]

Disparo de gotas contra gotas

O jato de lquido produzido dentro de um minsculo canal microfludico de um biochip. O fluido evapora, formando uma bolha que atira o lquido para fora do canal a uma velocidade de cerca de 20 metros por segundo, ou 72 quilmetros por hora.

No momento em que o jato toca a gota, forma-se uma cavidade na gota, por onde o jato entra. Em velocidades suficientemente altas, o jato atravessa a gota e sai do outro lado; em velocidades mais baixas, pequenas bolhas podem se formar dentro da gota, como se, nos experimentos similares com objetos slidos, o projtil ficasse preso dentro da ma.

Os pesquisadores testaram o disparo de vrios fluidos, incluindo gua, glicerol e at lquidos com polmeros dissolvidos.

Em muitos casos, os experimentos mostram tambm um efeito rebote: Um jato lquido retorna da gota, conhecido como “jato de Worthington”, em homenagem ao cientista que descreveu a formao das gotas no sculo 19 – sem fotografia de alta velocidade, Arthur Mason Worthington [1852-1916] desenhou tudo mo com muita pacincia.

Outro efeito, especialmente quando a gota de um lquido com propriedades viscoelsticas, que o jato sai, mas puxado para trs.

Todos esses so efeitos que atrapalham a nova tecnologia de injeo sem o uso de agulhas – a ideia que o fluido a ser injetado seja a prpria agulha. Com os dados, a equipe planeja agora estabelecer os parmetros dos equipamentos que vo disparar os jatos de remdios e vacinas.

Bibliografia:

Artigo: Impact of a microfluidic jet onto a pendant droplet
Autores: Miguel Angel Quetzeri-Santiago, Ian Hunter, Devaraj van der Meer, David Fernandez Rivas
Revista: Soft Matter
DOI: 10.1039/D1SM00706H

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