Mokslas

Muilo burbulų sūkurių sustabdymas - ir kodėl

Muilo burbulų sūkurių sustabdymas - ir kodėl


Muilo burbulai visada mus pripildė nuostabos. Mįslingas spalvų žaismas jų paviršiuje įleidžia vaikus ir įkvepia mokslininkus ištirti šiame nuostabiame mikrokosmose veikiančias jėgas. Nuo optikos iki skysčių dinamikos didieji protai kartas tyrė chaotišką veiklą šioje paprastoje sistemoje. Dabar mokslininkai iš Stanfordo universiteto kontroliuoja šį nestabilumą, todėl atsiranda įdomių perspektyvų įvairiose srityse, pradedant medicina ir baigiant maisto technologijomis.

[Vaizdo šaltinis:Fizinės apžvalgos skysčiai]

Šis nuostabus spalvų kaleidoskopas daugiausia susijęs su Marangoni efektu. Šį efektą lemia ribinio sluoksnio molekulių judėjimas iš mažo ar didelio paviršiaus įtempimo zonų. Pirmajame pasaulyje Stanfordo tyrimų grupei pavyko sustabdyti šiuos srautus, leidžiant juos atidžiau išnagrinėti.

Paskelbtų išvadų bendraautorius, profesorius Geraldas Fulleris sakė: „Mes sugebėjome iš tikrųjų sustabdyti Marangoni srautus. Suimk juos. Tai buvo puikus reiškinys ir labai subtiliai kontroliuojant šiuos srautus ir šiuos modelius “.

[Vaizdo šaltinis: Fizinės apžvalgos skysčiai]

Pakartotinai pakėlus ir pristabdžius 1 milimetro oro burbuliuką per muiluoto tirpalo paviršių, komanda sugebėjo sustabdyti ankstesnį „Marangoni“ srautų sluoksnį burbulo paviršiuje generuodama naują sluoksnį. Šie įstrigę srautai yra lyginami su užšalimo banga.

Pagrindinis tyrimo autorius Saadas Bhamla sakė: „Spalvos ant burbuliukų rodo plėvelės storį, taigi jūs turite šiuos slėnius ir kalvas, kurios yra geometriškai nusivylusios ant paviršiaus, kuris pats yra trumpalaikis. Įdomus klausimas yra tai, kodėl tu sugebi tai padaryti visų pirma “.

Tyrėjų bendruomenėje labai vertinami paprasti, nebrangūs sudėtingesnių sistemų analogai. Burbulai yra puikus lengvai valdomo modelio, turinčio puikias galimybes eksperimentuoti, pavyzdys. Bhamla paaiškino:

„Beveik tikitės, kad kasdieniai daiktai - kasdieniai daiktai, paprasti dalykai - yra išsiaiškinti. Jūs tai laikote savaime suprantamu dalyku. Jei užduodate klausimą „Kodėl?“ Net ir paprasčiausi dalykai gali būti daug ką atrasti, nes šiandien turime geresnes priemones, šiandien turime geresnes technikas “.

Nuo Niutono optikos studijų iki 1991-ųjų de Genneso Nobelio premijos už fiziką paskaitų, burbuliukai suvaidino daugybę mokslinių studijų sričių. Remdamasi ankstesniu darbu, susijusiu su paviršinio aktyvumo medžiagų naudojimu medicinoje, komanda tiria įvairias taikymo galimybes, pavyzdžiui, alaus putų kokybę, aliejaus ir vandens atskyrimą bei nepageidaujamus burbulus vaistų formose.

„Vertindami paviršinio aktyvumo medžiagų putų paplitimą maisto produktuose ir asmeniniuose gaminiuose, suprantate, kad reikia suprasti šių sistemų gyvavimo laiką“, - sakė Fulleris.

Amerikos fizikos draugijos „Milton Van Dyke“ apdovanojimo laureatas šiame vaizdo įraše parodo burbulo paviršiuje nejudančių bangų grožį:

Perskaitykite komandos mokslinį darbą čia.

TAIP PAT ŽR. Antiburbulai užburia mažas fizikos anomalijas

Via: Stanfordas

Parašė Jody Binns


Žiūrėti video įrašą: muilo didikas