Skøjteløbsdråber bevæger sig i baner

De ligner planeter:To dråber bevæger sig i kredsløb på en iskold væskeoverflade. De tiltrækker hinanden, og ved næsten friktionsfri bevægelse på deres egen damp, de skøjter rundt om hinanden. Det er en fascinerende mekanisme, der kunne bruges til at forberede og transportere biologiske prøver med et minimum af forurening. Forskere fra University of Twente har offentliggjort en undersøgelse om dette emne med titlen "Capillary Orbits" i Naturkommunikation .

Fænomenet, at flydende objekter tiltrækker hinanden og klynger sig sammen, er kendt som "Cheerios-effekten, " efter fænomenet observeret i kornskåle. Men to små kugler, der flyder på vandet, ville tydeligvis ikke bevæge sig på den måde, som er vist i denne nye publikation på grund af friktion. Den væsentlige forskel er, at dråberne, i denne forskning, flyde på damplaget, der dannes mellem dråben - ved stuetemperatur, i første omgang - og det meget kolde flydende nitrogen nedenunder. Dråben skøjter hen over overfladen, ligesom 'vandstrider'-insektet går over vandet.

Ved at bruge en dråbe, effekten er allerede bemærkelsesværdig, som forskerne beviste i deres tidligere PNAS offentliggørelse. Med to dråber, det virker som om de ville begynde at opføre sig som at hoppe billardbolde. Det faktum, at de faktisk begynder at bevæge sig i baner, har at gøre med overfladespænding. Vægten af ​​en dråbe forvrænger formen af ​​væskeoverfladen, får den anden dråbe til at bevæge sig. Dette ligner generel relativitetsteori, hvor massen af ​​et himmelobjekt påvirker andres baner ved rumtidens gravitationskrumning.

Omstændighederne ændrer sig undervejs, imidlertid, efterhånden som dråberne bliver koldere, ændring af hastighed og interaktion. Selvom det er lavt, friktion vokser, såvel. Fra det øjeblik, dråbebevægelsen kan ikke længere sammenlignes med planetbaner; kredsløbet af dråber vil være spiralformet, som forskerne viser i deres beregninger og simuleringer. Hvad der sker, hvis der frigives mange dråber på overfladen, er interessant, selvom det er komplekst, Næste skridt.

Den måde, hvorpå dråbens bevægelse styres, kunne være en måde at flytte sårbare biologiske eksempler på og manipulere dem uden at skulle putte dem i en beholder eller et rør, risikere forurening. Prøven kan endda dybfryses på farten.