Onderzoekers van de departementen Werktuigbouwkunde en Lucht- en Ruimtevaarttechniek van de Texas A&M University nemen complexe interacties tussen waterdruppels en materiële oppervlakken en doen fundamenteel onderzoek om te begrijpen waarom sommige druppeltjes aan oppervlakken hechten en waarom andere niet.

Het onderzoek heeft toepassingen in vele industrieën, en het team hoopt dat door gebruik te maken van het fundamentele begrip dat ze hebben opgedaan, hun bevindingen kunnen worden toegepast op verschillende scenario's om de efficiëntie te verbeteren, veiligheid en effectiviteit van industriële machines en apparatuur.

"Het onderliggende principe dat we hiermee willen bestuderen, is heel gewoon en toch erg complex, " zei Dr. Sungyon Lee, een assistent-professor in de werktuigbouwkunde. "Op een regenachtige dag, je kunt gewoon uit het raam kijken en de waterdruppels zien en je afvragen, 'Waarom lopen sommige druppels door het raam en andere niet?' We onderzoeken manieren om dit fundamentele concept te beantwoorden vanwege de toepassingen die het elders kan hebben."

Lee legt uit dat dit veelvoorkomende fenomeen toepassingen heeft in industrieën zoals transport, olie en gas, technische constructie, kleureninkjetdruk en vele anderen. Bijvoorbeeld, een belangrijke uitdaging waarmee vliegtuigingenieurs worden geconfronteerd, is dat vanwege de hoogte en snelheid waarmee vliegtuigen opereren, waterdruppels die tijdens de vlucht op de vleugels achterblijven, kunnen op de vleugel bevriezen en het vaartuig in gevaar brengen. Lee's onderzoek kan een beter fundamenteel begrip opleveren van waarom druppeltjes in die omstandigheden nog steeds aan een vliegtuigvleugel kunnen hechten en ontwerpers en ingenieurs in staat stellen de vleugels zo te maken dat de druppeltjes niet langer blijven plakken, het vliegtuig veiliger te maken.

"Het is geen gemakkelijke vraag om te beantwoorden, " Lee zei:"Maar als we dit scenario nemen met een stel druppels op een vleugeloppervlak en nu heb je wind die die druppels duwt, het wordt nog ingewikkelder naarmate de krachten en factoren die deze verschijnselen veroorzaken toenemen. Het blijkt dat het helemaal niet triviaal is om die drempel te voorspellen tussen wat een druppel doet kleven en waardoor het van een oppervlak wegloopt. dus er zijn veel fundamentele vragen die we kunnen stellen, zelfs in een eenvoudig scenario."

Lee co-auteur van een artikel, "Druppel Depinning in een Wake, " die werd gepubliceerd als een snelle mededeling in het tijdschrift Fysieke beoordeling Vloeistoffen .

Het onderzoek maakt deel uit van een project dat wordt gefinancierd door de National Science Foundation en wordt mede onderzocht door Dr. Edward White, hoofd afdelingshoofd en universitair hoofddocent bij de afdeling Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. White en zijn studenten hadden onderzocht op welk punt druppeltjes eraf rollen bij blootstelling aan verschillende windsnelheden, geïnteresseerd in vliegtuigtoepassingen. Lee was in staat om haar kennis van grensvlakfenomenen in de vloeistofmechanica te brengen, of hoe twee fasen zoals water en een oppervlak elkaar ontmoeten en op elkaar inwerken, om White te helpen bij zijn onderzoek en zij werden mede-onderzoekers van het project. Lee is de hoofdonderzoeker en is enthousiast om te zien hoe het onderzoek van het team breder kan worden toegepast.

"Ik hou van fundamentele, mooie problemen als deze en het is slechts het topje van de ijsberg, Lee zei. "Fundamenteel onderzoek is een andere manier om de wereld te veranderen door de wereld beter te begrijpen en iets veel diepers te verwerven dat in een veel bredere zin op verschillende gebieden kan worden toegepast."