Vloeistofdruppels nemen complexe vormen aan en gedragen zich op verschillende manieren, elk met een duidelijke resonantie, zoals een drumvel of een vioolsnaar, afhankelijk van de ingewikkelde onderlinge relatie van de vloeistof, de vaste stof waarop het landt en het gas eromheen.

De bewegingen van druppeltjes hebben gevolgen voor alles, van het maken van siliciumchips tot het meten van lichaamsvloeistoffen, maar tot nu toe was er geen manier om hun motie te classificeren.

Een team onder leiding van Paul Steen, hoogleraar techniek aan de Cornell University, heeft een periodiek systeem van druppelbewegingen gemaakt, gedeeltelijk geïnspireerd door parallellen tussen de symmetrieën van atomaire orbitalen, die de posities van elementen op het klassieke periodiek systeem bepalen, en de energieën die druppelvormen bepalen.

"De vraag was kunnen we deze in een soort organisatie stoppen die ons in staat stelt er iets meer zin uit te halen?" zei Steen, hoofdauteur van "Droplet Motions Fill a Periodic Table, " die gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

"De volgorde lijkt veel op het periodiek systeem van chemische elementen, " zei hij. "We gaan van hogere energie naar lagere energie, van links naar rechts, boven naar beneden."

Ze zagen ook dat de druppelbewegingen konden worden geclassificeerd aan de hand van hun kenmerkende vormsymmetrieën. Bijvoorbeeld, druppels die een sterachtige vorm met vijf punten vormen, zouden allemaal in één groep zitten.

"We noemen ze bewegingselementen, " zei Steen, in een knipoog naar het klassieke periodiek systeem. Elk bewegingselement in de nieuwe tabel - die mogelijk een oneindig aantal items zou kunnen hebben, afhankelijk van verschillende variabelen:classificeert een enkele bewegingsmodus van een druppel. "Je kunt combinaties hiervan gebruiken om bewegingsmoleculen te begrijpen."

In de studie, Steens team ontdekte de eerste 35 voorspelde bewegingselementen voor waterdruppels die trillen op een oppervlak met een contacthoek van ongeveer 60 graden.

Potentiële toepassingen voor dit periodiek systeem, die onderzoekers kunnen helpen begrijpen waar een druppel vandaan komt, kan forensisch onderzoek op plaats delict omvatten, zei Steen. Analisten kunnen de classificaties van de tabel toepassen op bloed en het toepasselijke oppervlak om de betrokken energieën te identificeren, en dan beter afleiden wat bepaalde spatpatronen zou kunnen hebben veroorzaakt.

"Als je eenmaal herkent waarin een bepaalde beweging kan worden ontleed, het vertelt je meer over waar het vandaan komt, " hij zei.