“Stiamo occupando di tre interfacce: fra la goccia dell'olio, l'acqua nella capsula di Petri E l'aria sopra esso,„ il caricatore ha detto, spiegando tensione superficiale. “Un detersivo è un agente tensioattivo, che riduce la tensione superficiale di un liquido. Le molecole che detersive abbiamo aggiunto alla goccia dell'olio preferiscono rimanere all'interfaccia del petrolio e dell'acqua, piuttosto che all'interno della goccia dell'olio.„
Pensare alla goccia detersiva dell'olio come un piccolo obiettivo con una parte inferiore arrotondata. L'agente tensioattivo nella goccia si muove verso il fondo dell'obiettivo, in cui interagisce con acqua per fare diminuire la tensione superficiale dove l'olio incontra l'acqua. Questo cambiamento nel tensionamento aumenta le forze che tirano i bordi esterni della goccia, inducenti la goccia a espandersi.
Il centro della goccia è più profondo dei bordi, così più cassapanche dell'agente tensioattivo là, riducendo la tensione superficiale corrispondentemente. Ciò induce il petrolio e l'agente tensioattivo vicino ai bordi esterni della goccia a circolare. Questa circolazione genera lle cesoie (pensare esso come due velocità che vanno nei sensi opposti), che generano le onde molto molto piccole che rotolano esternamente verso il bordo. Quando queste onde raggiungono il bordo, inducono le piccole goccioline a scoppiare e fuoriuscire sulla superficie dell'acqua fuori della goccia. Videomicroscopy - essenzialmente, attaccando una videocamera ad un microscopio - era critico nell'osservazione del questo punto nel processo. Quelle goccioline di petrolio e dell'agente tensioattivo disperdono sull'acqua e fanno diminuire la tensione superficiale della superficie dell'acqua, così i contratti di goccia.
Mentre l'agente tensioattivo si volatilizza, la tensione superficiale dell'acqua aumenta ancora ed il sistema è ripristinato. Le forze tirano ai bordi esterni dell'obiettivo ed il processo ciclico comincia ancora.
Ma la battitura cessa immediatamente quando il caricatore e Bush gli mettono un coperchio sopra. Se l'agente tensioattivo non può volatilizzarsi, la goccia dell'olio rimane stabile. Alla fine, stava potendo da arrestare il processo battente che ha indicato chiaramente ai ricercatori che l'evaporazione ha svolto un ruolo centrale nel meccanismo.
“Questo è un meccanismo bizzarro e sottile. Ognuno flummoxed,„ ha detto Bush, di cui la ricerca recente comprende la comprensione come alcuni insetti camminano sull'acqua.
In primo luogo ha sentito parlare del fenomeno di goccia dell'olio dal professore emerito Harvey Greenspan di matematica, che lo aveva riflesso per un po di tempo. Bush a loro volta ha comunicato con caricatore, che era allora un istruttore nel reparto di matematica. Ha preso circa tre anni di lavoro sporadico (senza finanziamento) e l'aiuto dei due studenti universitari che hanno effettuato le ripetizioni del laboratorio--Margaret Avener e Wesley Koo--ma il caricatore e Bush infine lo hanno risolto.
A che estremità, i ricercatori ancora non sa. “Si razionalizza il mondo fisico capendo i meccanismi,„ ha detto Bush, spiegante l'importanza della ricerca scientifica di base. “Si può non predire mai quali meccanismi saranno importanti.„
“La contaminazione dell'olio delle risorse idriche è un problema prominente nell'ingegneria ambientale,„ ha detto il caricatore. “La consapevolezza dei meccanismi fondamentali che governano l'interazione fra le due fasi è critica da inventare le soluzioni di ingegneria sane per rimedio.„
Le oscillazioni spontanee sono osservate in molti sistemi naturali, compreso le cellule di nervo, tessuto del muscolo e gli orologi biologici responsabili dei ritmi circadiani, i professori hanno detto. Ed il lavoro precedente pubblicato sul problema di goccia dell'olio era stato effettuato dagli scienziati interessati a vedere se il meccanismo potesse spiegare le oscillazioni biologiche. |
