XII Carnaval de la Física: Espectacular vídeo de una gota de agua rebotando en un substrato de nanotubos de carbono

Hay vídeos con cámaras de alta velocidad que no necesitan palabras. Un substrato de nanotubos colocados en vertical es un material superhidrófugo [superhidrofóbico] que repele el agua. Una gota de agua a baja velocidad que cae sobre este material rebota como una pelota de plástico blando. A alta velocidad la gota se rompe en gotas más pequeñas que también rebotan. Dos gotas que colisionan sobre este material se unen hasta formar una única gota vibrante. Juegos espectaculares con gotas de agua que vistos a muchos fotogramas por segundo le abrirán la boca a más de uno. El vídeo de youtube ha sido publiado en ArXiv en el artículo de Adrianus I. Aria y Morteza Gharib, «Bouncing Water Droplet on a Superhydrophobic Carbon Nanotube Array,» ArXiv, 7 Oct 2010.

Más sobre superhidrofugacidad [superhidrofobicidad] en este blog: «Superhidrofugacidad, la dificultad de publicar en Nature y la interminable historia de un artículo,» 6 Febrero 2010.

¿Cómo rebota una gota de agua en un material que no sea hidrófugo [hidrofóbico]? «Fotos del impacto de una gota de líquido viscoso sobre una superficie lisa,» 16 Agosto 2010.

Más información sobre gotas en este blog: «Gotas cargadas con signo opuesto se atraen o se repelen dependiendo de un campo eléctrico crítico,» 20 Septiembre 2009; y «El rosario de gotitas que se forma en un hilo de saliva al separar nuestros dedos,» 8 Junio 2010.

Si te ha gustado esta entrada recuerda que Francis organiza la XII Edición del Carnaval de la Física. Tú también puedes contribuir al Carnaval con tu granito de arena. Para participar no hace falta tener un blog, puedes darte de alta en la web del Carnaval de la Física y publicar tu entrada allí. Por supuesto, a los que tenéis un blog lo más fácil es publicarla en vuestro propio blog. El formato de la entrada es libre: desde un elaborado artículo científico a una simple imagen, pasando por el comentario de una película, la descripción de un experimento casero, un podcast o un vídeo. La única condición es que trate sobre la física en cualquiera de sus aspectos.

Superhidrofugacidad, la dificultad de publicar en Nature y la interminable historia de un artículo

El artículo «Small is beautiful, and dry,» de los chinos Quanshui Zheng, Cunjing Lv, y Pengfei Hao, y el australiano John Sheridan, ArXiv preprint, 4 Feb. 2010, presenta un apéndice en el que se incluyen copia de las cartas de rechazo de dicho artículo por parte de los editores de Nature y Nature Materials. Obviamente, no es algo habitual y me han llamado la atención. También me han llamado la atención las figuras con gotas rebotando en una superficie superhidrófuga [superhidrofóbica], que se supone provienen de unos vídeos que acompañarán al artículo una vez esté publicado (no he logrado encontrar dichos vídeos en la página web de los autores). La superhidrofugacidad [superhidrofobicidad] es una propiedad que observamos en muchos materiales, como las hojas de ciertas plantas. Un líquido (agua) no moja la superficie y desliza por ella de forma natural (como las gotas de rocío en las hojas de muchas plantas). Los interesados en estos temas disfrutarán con una excursión por la wikipedia. Brevemente, la ley de Wenzel para el mojado en superficies rugosas no permite explicar la superhidrofugacidad [superhidrofobicidad]por lo que se utiliza en su lugar la ley de Cassie-Baxter. Muchos investigadores han propuesto modificaciones de ley de Cassie-Baxter y Zheng et al. hacen lo propio en su artículo, fórmula (2), que incorpora una longitud crítica para tener en cuenta el efecto de las cavidades de aire que quedan en los huecos que la superficie rugosa presenta. Los autores del artículo proclaman que la nueva ley que han descubierto permite explicar mejor la superhidrofugacidad [superhidrofobicidad] en muchos materiales. Presentan mútiples resultados experimentales que validarían su propuesta. Los interesados en más detalles pueden recurrir al artículo, que se lee fácil.

En este entrada quería hacerme eco de la historia en Nature del manuscrito. Quanshui Zheng lo envió a Nature el día 9 de junio de 2009 y recibió una rápida respuesta, el 11 de junio, de Stefano Tonzani, Associate Editor,  indicándoles que no era adecuado para publicación en Nature («we regret that we are unable to publish it in Nature […] the paper would find a more appropriate outlet in a specialist journal, rather than Nature«). Según Tonzani, su artículo era interesante para especialistas en superhidrofugacidad [superhidrofobicidad] pero al no incluir ningún avance científico de tipo conceptual es difícil que pudiera llegar a excitar el interés inmediato de investigadores de otras disciplinas. La decisión de los editores no refleja ningún tipo de duda sobre si el trabajo es de calidad o no lo es, es sólo una decisión editorial. Quanshui Zheng protestó ante el editor principal de Nature solicitando que el artículo fuera enviado a revisores. El 9 de octubre de 2009 le contestó Rosamund Daw, Senior Editor, con la misma respuesta: no creen que el artículo vaya a tener un impacto suficiente como para merecer ser publicado en Nature («we do not feel that the paper presents the sort of wider impact […] that would demand a full Letter in Nature. We do feel that the paper would find a more appropriate outlet in a specialist journal«). Quanshui Zheng decidió enviar el artículo a Nature Materials, el día 26 de noviembre de 2009. Ahora sí pasó por revisores y el 18 de diciembre de 2009 recibió la respuesta: su artículo fue rechazado. Los revisores consideran que el avance obtenido respecto a resultados previos no es suficiente para que el artículo merezca ser publicado en Nature Materials.

Y es que hoy en día mucha gente está proponiendo modificaciones de la ley de Cassie-Baxter desde el trabajo de Didem Öner y Thomas J. McCarthy, «Ultrahydrophobic Surfaces. Effects of Topography Length Scales on WettabilityLangmuir 16: 7777-7782, 2000. ¿Enviarán Zheng et al. su artículo a la revista Langmuir? El índice de impacto de Langmuir en 2008 según el ISI JCR es de 4,1, que es alto, pero no tanto como el de Nature Materials que tiene 23,1 (el de Nature es 31,4). Como estos números en absoluto no significan nada, aclararé que Langmuir está en la categoría Physical Chemistry, en el puesto #23 de 113 (Nature Materials ocupa el puesto #1). Obviamente, los autores también podrán optar por muchas otras revistas, como Advanced Materials, #4, o Advanced Functional Materials, #6 (las otras que están en los primeros puestos son revistas de artículos de revisión para las que el artículo de Zheng no es adecuado, salvo que lo reescriban completamente).

PS [10 oct 2010]: Cambio del término incrorrecto superhidrofobicidad al término correcto en español superhidrofugacidad.