Мистерията около ефекта на кафения пръстен продължава

23 август 2016 г., 18:40
9170

SATYRJA / Shutterstock

Ефектът на кафения пръстен е следа, която остава, когато една течност се изпари и остави зад себе си пръстен от разтворили ли се твърди обекти. В случая с кафето това са кафените зърна. Нов труд, публикуван във Physical Review E., демонстрира, че зад този на пръв поглед най-обикновен ефект от ежедневието се крият все още множество мистерии, пише Gizmodo.

Физиците знаят, че пръстенът се появява, тъй като течността се изпарява по-бързо по краищата на капката, а не в нейния център. Съответно – останалата течност в центъра започва да се движи отвътре навън, за да запълни празнините. По този начин тя повлича частици (включително кафените зърна) със себе си. Именно те се залепват за повърхността по краищата на пръстена и образуват това специфично петно.

Колкото повече знаем за различните сили, които участват в този процес, толкова по-добре можем да предскажем къде ще се озоват тези кафени зърна. Съответно физиците, които се занимават с динамиката на течностите, искат да разгадаят напълно този феномен. Той не се случва само при кафето. Уискито също оставя подобни пръстени след себе си, както и всяка една течност, в която откриваме миниатюрни частици. Например кръв, боя и мастило.

Една сутрин Байу Ши – студентка от университета Лихай - разлива без да иска кафето си в лабораторията. Тъкмо решава да го почисти, когато нейният съветник Едмънд Уеб я спира. Именно това ги вдъхновява да проведат своя собствена компютърна симулация, за да видят как една капка се разпростира върху плоска повърхност.

Двамата обаче не симулират разлято кафе, а капка олово, пълна с миниатюрни частици върху медна повърхност. Това до известна степен нещата и им позволява да изчислят по-лесно всички сили, които участват. Освен това физиците използват повърхности с различни кристални структури, за да получат по-добра представа за начина, по който разпростирането на капчицата варира.

Симулацията на Ши и Уеб показва, че много тъничко покритие започва да се образува по повърхността, малко преди капката да започне да се разпространява. За разлика от нея, то не спира да се разпростира, веднъж щом се образува по-тъмният външен пръстен. Физиците не са сигурни защо това се случва. Нужни са още експерименти и симулации. Ако учените обаче разплетат тази мистерия, те ще могат да манипулират подобни течности на нано ниво, което от своя страна ще намери множество потенциални приложения в медицината и високотехнологичното производство.

Коментари