«آندانگ هی» به‌طور اتفاقی در ظرف صبحانه‌اش به پدیده‌ای برخورد که باعث شد او از خودش بپرسد چرا شکل غلات بر چگونگی غوطه‌وری آنها در ظرف شیر تاثیر می‌گذارد؟
کد خبر: ۵۶۹۴۲۶
کشف علمی بزرگ‌ در ظرف کوچک صبحانه

دانشجوی فوق دکترای دانشگاه ییل به کمک همکارانش «کو نگوئن» و «شریاس ماندر» از دانشگاه براون در مقاله منتشر شده در نشریه Europhysics Letters به این پرسش پاسخ داده‌اند.

«‌هی» می‌گوید: زمانی که دو جسم شناور یکدیگر را جذب می‌کنند، سعی خواهند کرد ناحیه تماس را به حداکثر برسانند. حالا درباره دو شیء بیضی شکل نه نوک تیز فکر کنید. این دو شیء سعی می‌کنند به‌صورت بغل به بغل به هم بچسبند.‌ دلیل اصلی چنین گرایشی در اشیای شناور و مثلا غلات تکه‌تکه شده در شیر این است که آنها نیرویی موسوم به نیروی مویینگی (پدیده فیزیکی ناشی از نیروهای چسبندگی سطحی) را تجربه می‌کنند. این نیرو در نتیجه جذب طبیعی مولکول‌های جسم جامد شناور از سوی مولکول‌های مایع است. یک جسم شناور روی یک سطح نامحدود و بزرگ حرکت نخواهد کرد، چراکه نیروی کل وارد شده به آن صفر است؛ اما زمانی که چند شیء در یک مایع قرار بگیرند نیروی خالص وارد بر هر شیء باعث می‌شود آنها حرکت کرده و سرانجام به هم بپیوندند.

همچنان که خاصیت مویینگی، اشیا را در کنار هم گرد می‌آورد، نیروی گشتاور مرتبط با این خاصیت فیزیکی با چرخش اشیا تمایل به برقراری تماس حداکثری بین دو شیء را دارد هر چند چرخش تنها راه به حداکثر رساندن سطح تماس نیست.‌ اگر اشیا به‌اندازه کافی صاف و نرم باشند، می‌توانند براحتی روی هم بلغزند؛ اما گرایش کلی همیشه این‌گونه است تا فاصله بین دو شیء به حداقل رسیده و تا جایی که ممکن است مناطق به اشتراک گذاشته شده به حداکثر برسد.

در یک آزمایش، محققان از ورقه‌های نازک پلاستیک معمولی بدون جلا استفاده کردند تا حرکت لغزشی و چرخشی میان دو ورقه را بهتر مشاهده کنند.

نتایج به‌دست آمده می‌تواند در توضیح الگوهای شکل گرفته از سوی طیف وسیعی از اشیای شناور مانند ذرات کلوئیدی بسیار ریز به‌اندازه میکرومتر، دانه‌های گیاهان آبزی و حشراتی مانند عنکبوت‌های آبی موثر باشد.

تیم محققان همچنین به روشی جدید اصول بنیادی خاصیت جذب را هنگامی که اشیای شناور بسیار به یکدیگر نزدیک هستند، تعریف کرده‌اند. از این تعریف می‌توان به‌عنوان مفهومی پایه‌ای برای پرداختن به مشکلات موجود در زمینه‌پردازش مواد و علم میکروالکترونیک مانند روش خود ـ مونتاژ اشیا با شناورسازی یا انعقاد کنترل شده هندسی استفاده کرد.‌

محققان، نظریه و آزمایش‌هایشان را تحت مقاله‌ای با عنوان تعامل مویینگی بین اشیای سطحی نزدیک به هم چاپ کرده‌اند.

«هی» معتقد است که اگر اهل علم و دانش باشید حتی می‌توانید سرمیز صبحانه نیز سوژه‌ای برای کار در آزمایشگاه پیدا کنید.

دانشگاه براون و موسسه فیزیک نظری نوردیک حمایت‌های لازم از این طرح را انجام داده‌اند.

منبع: physorg 
مترجم: آتنا حسن‌آبادی

newsQrCode
ارسال نظرات در انتظار بررسی: ۰ انتشار یافته: ۰

نیازمندی ها