Gaetano Rilievo
Chi l’avrebbe mai detto che guardare gocce di colore asciugarsi sarebbe stato importante? Ebbene ci sbagliavamo, come ci dimostra un team di scienziati all’Università di Lione che ha pubblicato un paper scientifico in materia. Le loro scoperte potrebbero cambiare come i colori vengono utilizzati dai pittori, così come dalle persone qualunque.
… E on sarebbe la prima volta
Effettivamente non è la prima volta che qualcuno guarda una goccia asciugarsi; il “coffee ring effect” del resto non è cosa nuova nel mondo scientifico, così come nel mondo degli amanti del caffè. Per chi non lo sapesse, il cosiddetto “coffee ring effect” avviene quando si asciuga una macchia di caffè; si potrà notare che i bordi della macchia sono molto più scuri rispetto al centro. Questo effetto è dovuto al fatto che i bordi tendono ad evaporare più facilmente, e dunque il liquido al centro continua a trasportare molecole verso i bordi.
Ispirato da questo fenomeno, Stuart Williams, ingegnere meccanico all’Università di Louisville in Kentucky, è riuscito a tracciare il movimento del liquido in alcune gocce di whiskey, arrivando ad una sorprendente conclusione: la composizione particolare dell’alcolico impediva la creazione di un vero e proprio “coffee ring”, ma piuttosto si venivano a creare delle specie di “ragnatele”. La cosa più sorprendente però è che questo effetto si verificava solo in whiskey americani, e non nelle controparti scozzesi, e che diversi brand di whiskey portavano a diversi pattern; come se fossero una specie di “improntadigitale” del brand.
Quel che influenza i pattern di asciugatura di un liquido dunque non è solo cosa è sospeso, in termini di polveri o pigmenti, ma anche se ci sono solventi particolari, come l’alcol nel caso del whiskey, o acqua nel caso di colori e pitture.
Dal Whiskey agli Acquerelli
Nell’ambito artistico, il problema di come i colori asciugano è senz’altro importantissimo, gli acquerellisti devono fare i conti tutti i giorni con i “coffee ring”; mentre chi usa colori più complessi come quelli ad olio o acrilici, che sono formati da diverse componenti tra cui resine, pigmenti, additivi e solventi, deve lottare contro le inevitabili crepe e pattern che compaiono durante l’asciugatura.
Il team di scienziati guidati da Stella Ramos all’Università di Lione, in Francia, si è posto dunque l’obiettivo di studiare come diversi parametri influiscono sul processo di asciugatura di colori sospesi in acqua. Il team si è concentrato su due parametri specifici: la temperatura del substrato e la concentrazione della sospensione.
Il team ha utilizzato un colore acrilico commerciale, a base d’acqua e ricco di resine, che ha poi diluito in cinque concentrazioni diverse utilizzando acqua ultrapura; alcune gocce sono state fatte cadere su vetrini scaldati a diverse temperature, lasciati poi in ambienti dalla temperatura e umidità controllati.
Ramos e colleghi hanno poi utilizzato una fotocamera CCD per registrare il processo, e persino un microscopio elettronico per esaminare la morfologia delle gocce asciugate, misurando poi la tensione superficiale e le proprietà del colore sospeso; arrivando a concludere che ci sono ben tre meccanismi in competizione tra loro durante l’asciugatura di una goccia.
Inizialmente il liquido tende a spostarsi verso l’alto, nella zona più fredda, ma questo movimento è controbilanciato dall’azione capillare che spinge verso l’esterno; man mano che il tempo passa e la goccia si asciuga, questa diventa più viscosa, fino a “gelatinizzare“. Secondo i risultati dello studio, una minore concentrazione di colore e una bassa temperatura portano alla creazione di un “pattern ad occhio di bue”, mentre una maggiore concentrazione e una temperatura più alta risultano in una distibuzione di colore migliore, grazie al processo di gelatinizzazione.
Secondo gli autori dello studio, questo esperimento porterebbe ad una maggiore consapevolezza dei processi coinvolti nell’asciugatura di un colore; consapevolezza che aiuterebbe ad avere un maggior controllo su questo tipo di sospensioni.