Svalnatá, zablácená louže vytvořená letními bouřkami vděčí za jejich hranice dipům v chodníku nebo v zemi. Ale pokud se sklenka vína rozlije na (hypoteticky) dokonale rovnou desku, co brání louži v šíření navždy? Až dosud fyzikální popis toků tekutin nemohl opravdu vysvětlit, proč se louže zastavují.
Odpověď mají vědci z Massachusetts Institute of Technology, hlásí Charles Q. Choi pro Inside Science .
Podle klasického modelu by fyzici popsali šíření tekutin jako výsledek „konkurence mezi gravitací a povrchovým napětím“, píše Choi. Gravitace stahuje tekutinu dolů a šíří louže, zatímco povrchové napětí, kde molekuly pevně visí k sobě, způsobuje, že se kapičky zvedají.
Ale zatímco klasický model lze použít k vysvětlení konečného tvaru louže, nevysvětluje to, jak se louže začala šířit na prvním místě. Výpočty namísto toho naznačují, že síly na okraji louže by byly příliš silné na to, aby se vůbec mohly šířit. "V makroskopickém pohledu na tento problém není nic, co by bránilo louži v šíření." Tady něco chybí, “vysvětluje Amir Pahlavan, postgraduální student MIT v tiskové zprávě.
Je zřejmé, že louže se šíří, takže fyzikové vylepšují svůj model, aby vysvětlili proč. Michael Schirber píše pro APS Physics :
Jedním z populárních řešení je předpokládat, že tenký mikroskopický film potahuje povrch před louží. Takové prekurzorové filmy byly pozorovány u louží, které se rozpínají úplně na tenký plochý list - tzv. Případ „úplného smáčení“ - nemohou však vysvětlit louže, které se rozprostírají na krátkou vzdálenost a poté se zastaví (částečné smáčení).
Nyní Pahlavan a jeho kolegové přišli na to, co brání louži - síly působící na nanoměřítko. Vědci považovali film tekutiny o tloušťce menší než 100 nanometrů, kde něco, co se nazývá van der Waalsova síla, začne působit. Tato interakce popisuje jev, ve kterém oblak elektronů bzučících kolem atomu náhodně kolísá a jejich náboj má tendenci se hromadit v jedné oblasti molekuly a vytvářet mírně pozitivní a mírně negativní oblasti. Sousední molekuly dělají totéž, což vede k tomu, že molekuly jsou navzájem přitahovány nebo odpuzovány.
Tyto síly, působící v kapalině, vzduch kolem louže a povrch, na kterém louže sedí, jsou dostatečné k tomu, aby zabránily šíření louže bez ohledu na její velikost. Vědci publikovali své výsledky v časopise Physical Review Letters .
Jejich model by mohl mít aplikace pro celou řadu věcí, od toho, jak ochladit elektroniku proudící kapalinou přes ně až po sekvestraci oxidu uhličitého v podzemí (některé plány zahrnují vstřikování kapaliny nasycené oxidem uhličitým do porézní horniny). Ale pro tyto aplikace budou vědci muset model rozšířit, aby vysvětlili, jak kapaliny tečou po drsných površích. "Skutečný povrch není nikdy úplně plochý a hladký, " říká Pahlavan Choi pro Inside Science . "[T] je tu vždy nějaká drsnost, kterou je třeba vzít v úvahu, což způsobuje vznik mnoha nových funkcí."
