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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Efeitos elásticos de micelas gigantes no colapso de bolhas
Title Alternative: Elastic effects of wormlike micelles in collapse of bubbles
Author: Ungarato, Rafael Fernando De Santi, 1988-
Advisor: Sabadini, Edvaldo, 1962-
Abstract: Resumo: O colapso de bolhas ocorre devido à sua elevada energia de superfície. Quando surge um ponto de ruptura no filme líquido, sua retração se inicia e, na faixa de milissegundos, converte a energia potencial de superfície em energia cinética. Apesar da tensão superficial que o filme está submetido, o processo de colapso ocorre a uma velocidade constante. Isso ocorre, pois à medida que o filme retrai, há um aumento de líquido nas bordas da cavidade em expansão. Assim, este aumento de massa nas bordas é responsável por certa desaceleração, fazendo com que a velocidade do colapso da bolha seja constante. Este comportamento geral é o esperado para bolhas formadas com soluções de surfactantes. Neste trabalho foi mostrado pela primeira vez que bolhas formadas por soluções contendo o surfactante catiônico brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) e determinados ânions aromáticos, como o salicilato de sódio, produzem efeitos elásticos que não podem ser descritos pela evolução do colapso da bolha descrita anteriormente. Isto se deve ao fato de que na combinação do CTAB com os ânions aromáticos, ocorre a formação de micelas gigantes. Neste caso, as moléculas aniônicas se inserem entre as cabeças das moléculas dos surfactantes mudando a curvatura do agregado formado. A presença de micelas gigantes foi caracterizada na superfície solução/ar através de espectroscopia de soma de frequência. Assim, quando as bolhas são formadas, as cadeias das micelas gigantes presentes no filme líquido das mesmas se esticam no campo de cisalhamento, armazenando energia elástica. Quando o filme da bolha é rompido, além da energia superficial, a energia elástica referente as cadeias micelares esticadas contribui para aumentar a velocidade de retração da bolha. Em alguns casos a velocidade de retração chega a ser em torno de vinte vezes mais rápida em relação as bolhas sem micelas gigantes. Para execução dos experimentos foi usada uma câmera digital com captura de imagens de 6000 fotos por segundo, permitindo obter medições quantitativas sobre alterações na velocidade de retração do filme, bem como alterações morfológicas produzidas pelas micelas gigantes

Abstract: The bubble collapse occurs due to its high surface energy. When there is a collapsing point in the liquid film, its retraction begins and within a milliseconds it converts the surface potential energy into kinetic energy. Despite of the surface tension exerted on film, the collapse process occurs at constant speed. This occurs because, as the film retracts, there is an increase in liquid at the edges of the expanding cavity. Thus, this mass increase at the edges is responsible for some deceleration, resulting in a constant speed during the bubble collapse. This general behavior is expected for bubbles formed through surfactant solutions. This work was the first to show that bubbles formed by solutions containing the cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and certain aromatic anions such as sodium salicylate, produce elastic effects that cannot be described by the afore mentioned soap bubble collapse evolution. This is due to the fact that the combination of CTAB with aromatic anions causes the formation of giant micelles. In that case, the anionic molecules are inserted between the heads of the surfactant molecules, changing the curvature of formed aggregate. The presence of giant micelles was characterized on the solution/air surface through sum frequency spectroscopy. When the bubbles are formed, the giant micelles chains present in the liquid film stretch in the shear field, storing elastic energy. When the bubble film is ruptured, in addition to the surface energy, some elastic energy stored in the stretched micellar chains adds to the bubble speed retraction. In some cases the retraction speed is up to around twenty times faster than in the bubbles without giant micelles. A digital camera was used in the experiments to capture 6000 frames per second, allowing the obtainment of quantitative measurements in the changes in the retraction speed of the film, as well as morphological changes produced by the giant micelles
Subject: Micelas gigantes
Bolhas
Filmes finos
Surfactantes
Editor: [s.n.]
Citation: UNGARATO, Rafael Fernando De Santi. Efeitos elásticos de micelas gigantes no colapso de bolhas. 2016. 1 recurso online (108 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/330788>. Acesso em: 31 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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