Fysikere opdager, hvorfor tørre flydende krystaldråber efterlader usædvanlige 'kafferinge'

Fysikere ved Indian Institute of Science (IISc) har opdaget, hvorfor tørre flydende krystaldråber efterlader "kaffe-ring"-pletter - et velkendt fænomen, der ses, når en dråbe kaffe tørrer på en overflade.

De ringlignende pletter dannes på grund af ophobning af kaffepartikler ved kanten af ​​dråben, når vandet fordamper. Dette skyldes, at vandmolekylerne ved kanten af ​​dråben fordamper hurtigere end dem i midten, hvilket skaber en væskestrøm mod kanten. Kaffepartiklerne føres derefter med i denne strøm og samler sig ved kanten af ​​dråben.

I tilfælde af flydende krystaller, som er materialer, der udviser både flydende og krystallinske egenskaber, er kafferingeffekten endnu mere udtalt. Dette skyldes, at flydende krystaller har en tendens til at rette sig ind i en bestemt retning, hvilket kan skabe endnu mere udtalte strømningsmønstre.

IISc-fysikerne, ledet af professor Saptarshi Basu, studerede kafferingeffekten i flydende krystaller ved hjælp af en række forskellige teknikker, herunder optisk mikroskopi og interferometri. De fandt ud af, at kafferingenes størrelse og form afhang af koncentrationen af ​​flydende krystaller i dråben samt temperaturen og fugtigheden i det omgivende miljø.

Forskerne fandt også ud af, at kafferingene kunne bruges til at skabe mønstre på overflader. Ved omhyggeligt at kontrollere fordampningsforholdene var de i stand til at skabe kafferinge med forskellige størrelser og former. Dette kunne have potentielle anvendelser inden for optik og materialevidenskab.

Undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Letters, giver ny indsigt i fysikken ved tørring af dråber og kan have potentielle anvendelser inden for optik og materialevidenskab.