Flydende stråler bryder lettere op på et substrat

Uanset om vi er klar over det eller ej, i det daglige liv er vi ofte vidne til et spændende fænomen:opdeling af væskestråler i kæder af dråber. Det sker når det regner, for eksempel, og det er vigtigt for inkjet -printere. Imidlertid, lidt er kendt om, hvad der sker, når en flydende jet, også kendt som en flydende filament, brydes oven på et underlag. Ifølge en ny undersøgelse, tilstedeværelsen af ​​en nærliggende overflade ændrer den måde, filamentet bryder op i mindre dråber. I et nyt papir udgivet af Andrew Dziedzic ved New Jersey Institute of Technology i Newark, New Jersey, USA, og kolleger i EPJ E , computersimuleringer bruges til at vise, at et filament er mere tilbøjeligt til at bryde op nær en overflade.

Forfatterne undersøgte, hvordan forskellige værdier af overfladespænding, væskens viskositet og væsketrådens dimensioner påvirker måden, hvorpå dråber dannes. Dette har vigtige konsekvenser for en række områder - fra teknologi, der bruger små mængder væske og kræver præcis dosering, til undersøgelse af biologiske og geologiske systemer.

Når et filament brydes i flere dråber, strukturen er ustabil, fordi overfladespænding betyder, at væsker har en tendens til at krympe for at have det mindst mulige overfladeareal. I øvrigt, en enkelt dråbe har et mindre overfladeareal end flere dråber. Forskerne fandt ud af, at der var tre mulige scenarier:filamentet falder sammen til en dråbe, brydes op i flere dråber, eller bryder op og danner derefter igen til en enkelt dråbe.

Yderligere, de fandt ud af, at tilstedeværelsen af ​​et substrat gør nedbrydning af filamentet mere sandsynligt. Teamet håber, at deres arbejde vil gavne en række forskellige applikationer, såsom produktion af DNA-chips og i forbindelse med lab-on-a-chip-teknologi.