Física
Por que uma gota seca deixa um anel escuro: o fluxo capilar descrito por Deegan e colegas em 1997
Publicado em 12/10/2026 · Última alteração em 12/10/2026
Assuntos: Ciência do cotidiano
Quando uma gota com partículas seca sobre uma superfície, as partículas se juntam na borda e formam um anel. A borda fica presa à superfície e o líquido que evapora ali é reposto por líquido vindo do centro, o que cria um fluxo para fora que arrasta as partículas. Deegan e colegas propuseram esse fluxo capilar como causa em 1997, e o efeito ocorre com muitas superfícies, solventes e solutos.
O anel de café aparece quando uma gota de líquido com sólidos dispersos, como café, tinta ou partículas coloidais, seca sobre uma superfície sólida. A linha de contato é o contorno onde líquido, ar e superfície se encontram. Se ela fica ancorada (presa) e não recua enquanto a água evapora, o líquido perdido na borda precisa ser reposto por líquido do interior. Esse escoamento, chamado de fluxo capilar, leva as partículas junto. A explicação, portanto, não é que a borda seca primeiro e deixa o resíduo ali: é um fluxo que transporta o soluto até o contorno e deixa o centro mais claro.
Partículas ovais furam o anel
Em 2011, Yunker e colegas mostraram que partículas em forma de elipsoide ficam espalhadas de modo uniforme ao secar, enquanto esferas formam anel. Os elipsoides chegam à superfície do líquido e se atraem ali, formando uma estrutura que impede a chegada à borda.
Não é a borda que seca primeiro
A ideia comum diz que a borda seca antes e deixa o resíduo ali. Deegan e colegas (1997) propuseram outra causa: um fluxo. Com a borda presa à superfície, a água perdida por evaporação nessa região é reposta com líquido do centro da gota, e esse movimento para fora carrega as partículas. O resultado é que quase todo o material disperso chega ao contorno, deixando o interior da mancha mais claro.
Como sabemos: a lei de crescimento do anel
A teoria de 1997 prevê que a massa do anel cresce com o tempo segundo uma lei de potência, que não depende do substrato, do líquido nem das partículas. Os autores dizem ter verificado essa lei observando ao microscópio fluidos coloidais (esferas em água) e registrando o movimento das partículas em múltiplas exposições. Em 2000, o grupo publicou uma teoria que prevê a velocidade do fluxo e a distribuição do soluto, comparada com experimentos.
Quando a gota não forma anel
O anel não é inevitável. Hu e Larson (2006) mostraram que, além da linha de contato presa, é preciso que o fluxo de Marangoni, movido por diferenças de tensão superficial, seja suprimido. Em fluidos orgânicos simples ele leva o depósito ao centro. Yunker e colegas (2011) mostraram que a forma das partículas também importa: elipsoides se atraem na superfície e não chegam à borda. Aditivos que mudam viscosidade e tensão superficial são outra via.
O que este artigo não cobre
As fontes lidas tratam de gotas com partículas coloidais e de café. O sangue, citado na pauta como exemplo, é um líquido mais complexo, e não há aqui fonte lida sobre o padrão de secagem dele; por isso nenhuma afirmação sobre sangue é feita. O mesmo vale para o papel de cada fator na água versus em outros solventes: o resumo de Hu e Larson fala de supressão do fluxo de Marangoni, mas não explica o porquê para a água.
Como sabemos
O mecanismo central vem de dois artigos de Deegan et al. lidos só pelo resumo; os demais trabalhos confirmam com texto integral ou resumo.
- Fato estabelecido: Uma gota de café de 2 cm de diâmetro, com 1% de sólidos em massa, deixa ao secar um anel de depósito no perímetro, mais acentuado nas regiões de maior curvatura. [1] Figura 1a
Contexto: Gota de café sobre superfície sólida, descrita no artigo de 1997. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada - Evidência forte: Segundo Deegan et al. (1997), o anel resulta de um fluxo capilar: a linha de contato fica presa e o líquido que evapora da borda é reposto por líquido do interior. [1] Resumo [4] Resumo
Contexto: Gotas que secam com a linha de contato presa à superfície. · Limitações: O artigo de 1997 só foi lido pelo resumo (a página da Nature não é lida pela conferência automática); a mesma descrição do mecanismo é confirmada no resumo de Yunker et al. (2011). · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada - Evidência forte: Esse fluxo para fora pode levar praticamente todo o material disperso até a borda. [1] Resumo
Contexto: Mesmo contexto de a2. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada - Evidência forte: O mecanismo prevê um crescimento do anel em lei de potência com o tempo, independente do substrato, do líquido e dos sólidos, e os autores relatam ter verificado a lei com observações microscópicas de fluidos coloidais. [1] Resumo
Contexto: Fluidos coloidais observados ao microscópio. · Limitações: Resumo apenas; a forma exata da lei não foi lida. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada - Evidência forte: O trabalho de 2000 (Physical Review E) mostra que a migração é causada por um fluxo para fora, movido pela perda de solvente por evaporação e pela restrição geométrica de a gota manter o formato de equilíbrio com borda fixa. [2] Resumo
Contexto: Teoria que prevê a velocidade do fluxo, o crescimento do anel e a distribuição do soluto, comparada com experimentos. · Limitações: Resumo apenas; a página da editora abre o resumo sem login. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada - Fato estabelecido: O fenômeno ocorre para uma ampla variedade de superfícies, solventes e solutos. [2] Resumo
Contexto: Afirmação do resumo do artigo de 2000. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada - Evidência forte: Para o anel de água se formar não basta a linha de contato presa: é preciso também que o fluxo de Marangoni seja suprimido. [3] Resumo
Contexto: Gotas de água em secagem, experimentos e teoria. · Limitações: Resumo apenas. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada - Evidência forte: Em fluidos orgânicos simples, o depósito se forma de preferência no centro da gota, por um fluxo de recirculação movido por gradientes de tensão superficial gerados pelo calor latente de evaporação. [3] Resumo
Contexto: Fluidos orgânicos simples, não a água. · Limitações: O resumo não diz por que a água se comporta diferente; isso não é afirmado aqui. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada - Evidência forte: Em esferas suspensas, as partículas ficam concentradas ao longo da borda original da gota após a evaporação, porque o fluxo capilar para fora as leva até lá. [4] Resumo
Contexto: Partículas desde coloides grandes até nanopartículas e moléculas. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada - Evidência forte: Partículas elipsoidais, em vez de esferas, são depositadas de modo uniforme durante a evaporação. [4] Resumo
Contexto: Experimentos de Yunker et al. (2011) com suspensões de esferas e elipsoides. · Limitações: Resultado experimental de um grupo; vale para as condições testadas. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada - Evidência forte: Os elipsoides são levados à superfície ar-água pelo mesmo fluxo e ali se atraem fortemente, formando estruturas que os impedem de chegar à borda. [4] Resumo
Contexto: Mesmo experimento de a10. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada - Fato estabelecido: O anel é um problema prático em pintura e impressão, porque a espessura desigual do filme prejudica a cobertura da tinta e a nitidez dos caracteres. [5] Introdução
Contexto: Introdução de um estudo de 2017 sobre nanofibras de celulose. · Limitações: Aplicações em impressão ficam fora do escopo deste artigo. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada - Fato estabelecido: A supressão do anel por aditivos é feita convencionalmente com compostos orgânicos que ajustam viscosidade, tensão superficial e velocidade de secagem. [5] Introdução
Contexto: Contexto de engenharia de tintas e coloides. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
Fontes
- Nature — Capillary flow as the cause of ring stains from dried liquid drops
Deegan, R. D.; Bakajin, O.; Dupont, T. F.; Huber, G.; Nagel, S. R.; Witten, T. A. · 1997 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1038/39827 - Physical Review E — Contact line deposits in an evaporating drop
Deegan, R. D.; Bakajin, O.; Dupont, T. F.; Huber, G.; Nagel, S. R.; Witten, T. A. · 2000 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1103/PhysRevE.62.756 - The Journal of Physical Chemistry B — Marangoni effect reverses coffee-ring depositions
Hu, H.; Larson, R. G. · 2006 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1021/jp0609232 - Nature — Suppression of the coffee-ring effect by shape-dependent capillary interactions
Yunker, P. J.; Still, T.; Lohr, M. A.; Yodh, A. G. · 2011 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1038/nature10344 - Science and Technology of Advanced Materials — Suppressing the coffee-ring effect of colloidal droplets by dispersed cellulose nanofibers
Ooi, Y.; Hanasaki, I.; Mizumura, D.; Matsuda, Y. · 2017 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1080/14686996.2017.1314776
Histórico de alterações
- Versão 1 · 12/10/2026 — Primeira versão (produção 1.000, lote 6; conferência de trechos automatizada)