Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Druppeltjes die boven een vloeistofoppervlak zweven, vertonen ongebruikelijke bewegingen (met video)

Bij een fascinerende ontdekking hebben wetenschappers de bijzondere beweging waargenomen van druppels die boven een vloeistofoppervlak zweven. Deze druppeltjes vertonen een onverwacht gedrag dat bekend staat als 'levitodynamica', waarbij ze roteren, oscilleren en zelfs springen als reactie op geluidsgolven en trillingen.

Dit onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Fluids, wordt geleid door wetenschappers van de Universiteit van Toronto en de National University of Singapore. Ze creëerden een unieke experimentele opstelling bestaande uit een met water gevulde container en een daaronder geplaatste luidspreker. Door geluidsgolven met verschillende frequenties en amplitudes te genereren, introduceerden ze trillingen op het vloeistofoppervlak.

Wat ze zagen was behoorlijk opmerkelijk. Wanneer een klein druppeltje water of olie op het vloeistofoppervlak werd geplaatst, begon het op een betoverende manier te dansen. Afhankelijk van de frequentie en intensiteit van de geluidsgolven zou het druppeltje ronddraaien, op en neer deinen en zelfs enkele centimeters de lucht in springen, waarbij hij de zwaartekracht even trotseerde.

Verrassend genoeg volgden de druppels een nauwkeurig patroon in hun beweging, gesynchroniseerd met de geluidsgolven. De onderzoekers verklaarden dit fenomeen met behulp van een combinatie van capillaire krachten, akoestische stralingskrachten en de natuurlijke resonantiefrequenties van de druppels. In wezen creëren de geluidsgolven drukgradiënten die de vorm van de druppel vervormen en deze ingewikkelde bewegingen veroorzaken.

Deze ontdekking zou volgens de onderzoekers potentiële implicaties kunnen hebben op gebieden zoals microfluidica, waar nauwkeurige controle van vloeistofdruppeltjes essentieel is. Het zou ook de weg kunnen vrijmaken voor nieuwe technieken op het gebied van deeltjesmanipulatie en zelfassemblage.

Maar wat dit onderzoek bijzonder boeiend maakt, is de pure schoonheid van de dans van de zwevende druppels. De video's bij het onderzoek tonen deze kleine druppeltjes die schijnbaar de wetten van de natuurkunde trotseren, sierlijk ronddraaiend en stuiterend op het vloeistofoppervlak. Het is een echt bewijs van de magie van de wetenschap, waar de natuur haar verborgen wonderen onthult door onverwachte en betoverende verschijnselen.