Wetenschap
Spiraalvormige banen van de twee druppels.
Ze zien eruit als planeten:twee druppels bewegen in banen op een ijskoud vloeistofoppervlak. Ze trekken elkaar aan, en door bijna wrijvingsloze beweging op hun eigen damp, ze schaatsen om elkaar heen. Het is een fascinerend mechanisme dat kan worden gebruikt voor het voorbereiden en transporteren van biologische monsters met een minimum aan contaminatie. Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben een studie over dit onderwerp gepubliceerd met de titel "Capillaire Orbits" in Natuurcommunicatie .
Het fenomeen dat zwevende objecten elkaar aantrekken en samenklonteren, staat bekend als het "Cheerios-effect, " na het fenomeen waargenomen in graanschalen. Maar twee kleine balletjes die op het water drijven, zouden duidelijk niet bewegen op de manier die in deze nieuwe publicatie wordt getoond vanwege wrijving. Het essentiële verschil is dat de druppeltjes, bij dit onderzoek, drijven op de damplaag die zich vormt tussen de druppel - bij kamertemperatuur, aanvankelijk - en de zeer koude vloeibare stikstof eronder. De druppel schaatst over het oppervlak, net zoals het insect 'schaatsenrijder' over water loopt.
Met behulp van één druppel, het effect is al opmerkelijk, zoals de onderzoekers bewezen in hun eerdere PNAS publicatie. Met twee druppels, het lijkt alsof ze zich gaan gedragen als stuiterende biljartballen. Dat ze daadwerkelijk in banen gaan bewegen, heeft te maken met oppervlaktespanning. Het gewicht van één druppel vervormt de vorm van het vloeistofoppervlak, waardoor de andere druppel beweegt. Dit lijkt op de algemene relativiteitstheorie, waarin de massa van een hemellichaam de banen van andere beïnvloedt door de zwaartekrachtkromming van ruimte-tijd.
De omstandigheden veranderen onderweg, echter, als de druppels kouder worden, het veranderen van de snelheid en interactie. Hoewel laag, wrijving groeit, ook. Vanaf dat moment, de druppelbeweging is niet meer te vergelijken met planeetbanen; de baan van druppeltjes zal spiraalvormig zijn, zoals de onderzoekers laten zien in hun berekeningen en simulaties. Wat er gebeurt als er veel druppels op het oppervlak vrijkomen, is een interessant, hoewel complex, volgende stap.
De manier waarop de beweging van de druppel wordt gecontroleerd, kan een manier zijn om kwetsbare biologische voorbeelden te verplaatsen en te manipuleren zonder ze in een container of buis te hoeven plaatsen, besmetting riskeren. Het monster kan zelfs onderweg worden ingevroren.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com