Неуредне, блатне локвице створене летњим кишним олујама дугују своје границе утапањем у коловозу или земљи. Али ако се чаша вина пролије по (хипотетски) савршено равној плочи, шта спречава да се локва заувијек рашири? До сада, описи физичара нису могли заиста објаснити зашто се локве заустављају.
Одговори имају истраживачи са Масачусетског технолошког института, извештава Цхарлес К. Цхои за компанију Инсиде Сциенце .
Користећи класични модел, физичари би описали ширење течности као резултат „надметања између гравитације и површинске напетости“, пише Цхои. Гравитација повлачи течност доле и шири локву, док површинска напетост, где се молекули чврсто прилежу један на другог, ствара капљице на себи.
Али док се класични модел може користити за објашњење коначног облика локве, то не објашњава како се локва прво почела ширити. Израчуни уместо тога подразумевају да би силе на ивици локве биле прејаке да би се уопште омогућило ширење. „У макроскопском погледу на овај проблем, ништа не спречава да се локва шири. Овде нешто недостаје “, објашњава Амир Пахлаван, дипломски студент МИТ-а у саопштењу за јавност.
Јасно је да се локве шире, тако да физичари смишљају свој модел како би објаснили зашто. Мицхаел Сцхирбер пише за АПС Пхисицс :
Једно популарно решење је претпоставити да танки микроскопски филм премаже површину испред локве. Такви претходници су примећени за локвице које се у потпуности шире до танког равног лима - тзв. Случај потпуног влажења - али не могу објаснити локве које се шире на малој раздаљини, а затим се заустављају (делимично влажење).
Сада су Пахлаван и његове колеге схватили шта спречава локву - силе које делују на наносовину. Истраживачи су сматрали филм течности дебљине мање од 100 нанометара, где почиње да делује нешто што се назива ван дер Ваалс сила. Ова интеракција описује феномен где облак електрона који зуји око атома насумично флуктуира и њихов набој има тенденцију да се накупља у једном подручју молекула, стварајући благо позитивна и помало негативна подручја. Суседни молекули раде исто, што резултира тиме да молекуле међусобно привлаче или одбијају.
Ове силе, које делују у оквиру течности, ваздух око локвице и површина на којој локва лежи, довољне су да се локва не шири, без обзира на њену величину. Истраживачи су своје резултате објавили у часопису Пхисицал Ревиев Леттерс .
Њихов модел могао би имати апликације за бројне ствари, од начина хлађења електронике доливањем течности преко њих до секвенцирања угљен-диоксида под земљом (неки планови укључују убризгавање течности угљеног диоксида у порозну стијену). Али за те апликације, истраживачи ће морати да прошире модел како би објаснили како течност тече по грубим површинама. „Права површина никада није потпуно равна и глатка“, каже Пахлаван Цхои за компанију Инсиде Сциенце . "[Т] увек се мора узети у обзир нека грубост због које се појављују многе нове особине."
