Ny periodisk tabel over dråber kan hjælpe med at opklare forbrydelser

Væskedråber antager komplekse former og opfører sig på forskellige måder, hver med en særskilt resonans - som et trommehoved eller en violinstreng - afhængigt af væskens indviklede indbyrdes sammenhæng, det faste stof den lander på og gassen omkring den.

Dråbernes bevægelser har betydning for alt fra fremstilling af siliciumchips til måling af kropsvæsker, men indtil nu var der ingen måde at klassificere deres forslag.

Et hold ledet af Paul Steen, professor i ingeniørvidenskab ved Cornell University, har skabt en periodisk tabel over dråbebevægelser, delvist inspireret af paralleller mellem symmetrierne af atomare orbitaler, som bestemmer grundstoffernes positioner på det klassiske periodiske system, og de energier, der bestemmer dråbeformer.

"Spørgsmålet var, kan vi sætte disse i en eller anden form for organisation, der giver os mulighed for at få lidt mere mening ud af dem?" sagde Steen, hovedforfatter af "Dråbebevægelser fylder et periodisk system, ", der er offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Rækkefølgen ligner meget det periodiske system af kemiske grundstoffer, " sagde han. "Vi går fra højere energi til lavere energi, venstre til højre, top til tå."

De så også, at dråbebevægelserne kunne klassificeres efter deres karakteristiske formsymmetrier. For eksempel, dråber, der danner en stjernelignende form med fem punkter, ville alle være i én gruppe.

"Vi kalder dem bevægelseselementer, sagde Steen, i et nik til det klassiske periodiske system. Hvert bevægelseselement i den nye tabel - som kunne tænkes at have et uendeligt antal poster, afhængig af flere variable – klassificerer en enkelt tilstand for en dråbebevægelse. "Du kan bruge kombinationer af disse til at forstå bevægelsesmolekyler."

I undersøgelsen, Steens team opdagede de første 35 forudsagte bevægelseselementer for vanddråber, der vibrerede på en overflade med en kontaktvinkel på omkring 60 grader.

Potentielle anvendelser for dette periodiske system, som kunne hjælpe forskere med at forstå, hvor en dråbe kommer fra, kunne omfatte retsmedicin på gerningsstedet, sagde Steen. Analytikere kunne anvende tabellens klassifikationer på blod og den anvendelige overflade for at identificere de involverede energier, og så bedre udlede, hvad der kunne have forårsaget visse sprøjtmønstre.

"Når du erkender, hvad en bestemt bevægelse kan dekomponeres til, den fortæller dig mere om, hvor den stammer fra, " han sagde.