Onderzoekers van de Universiteit van Warwick hebben een nieuw begrip ontwikkeld van hoe vloeistoffen in damp verdampen, wijzend op mogelijke toepassingen voor technisch ontwerp.

Het team, ondersteund door de Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) en de Leverhulme Trust, zeggen dat ze een theorie hebben ontwikkeld waarmee ze de levensduur van vloeistofdruppels kunnen voorspellen.

Dit kan nieuwe kansen bieden in zowel natuurlijke als industriële omgevingen waar de levensduur van druppeltjes het gedrag en de efficiëntie van processen zal beïnvloeden.

Huidige theorieën stellen dat het kwadraat van de diameter van de druppel evenredig met de tijd afneemt (klassieke wet); echter, deze periode is slechts verantwoordelijk voor een klein deel van de evolutie van de druppel. Naarmate de diameter de niet-waarneembare micro- en nanoschaal nadert, moleculaire dynamica moeten worden gebruikt als virtuele experimenten en deze laten een overgang naar een nieuw gedrag zien, waarbij de diameter nu evenredig met de tijd kleiner wordt (wet op nanoschaal).

Onderzoek bij Warwick heeft aangetoond dat dit gedrag optreedt als gevolg van complexe fysica in de dampstroom, wat kan resulteren in temperatuursprongen over slechts een paar moleculen zo groot als 40 graden. Dit gedrag is contra-intuïtief voor onze dagelijkse ervaringen (op macroschaal), waar we gewend zijn aan relatief geleidelijk veranderende temperaturen, maar er moet rekening mee worden gehouden om de laatste stadia van het leven van een verdampende druppel nauwkeurig te voorspellen.

Prof Duncan Lockerby van de School of Engineering aan de Universiteit van Warwick zei:"De belangrijkste prestatie hier is het vermogen van de theorie om snel de levensduur van de druppel te voorspellen en een modelleringskader te creëren dat de nauwkeurigheid handhaaft van typische technische schalen tot geavanceerde toepassingen op nanoschaal. "

Dr. James Sprttles van het Mathematics Institute van de University of Warwick zei:"Het is fascinerend dat intuïtie op basis van alledaagse waarnemingen een belemmering vormt bij pogingen om stromen op nanoschaal te begrijpen, zodat, zoals in dit onderzoek, men moet op theorie steunen om ons te verlichten."