Naglušne, blatne luže, ki so jih ustvarile poletne deževne nevihte, dolgujejo svoje meje vrzeli na pločniku ali zemlji. Če pa se kozarec vina razlije na (hipotetično) popolnoma ravno pult, kaj preprečuje, da se luža za vedno razširi? Doslej fizični opisi pretokov tekočine res niso mogli pojasniti, zakaj se luže ustavijo.
Odgovor imajo raziskovalci z Massachusetts Institute of Technology, poroča Charles Q. Choi za Inside Science .
S klasičnim modelom bi fiziki opisali raztros tekočine kot rezultat "konkurence med gravitacijo in površinsko napetostjo", piše Choi. Gravitacija potegne tekočino navzdol in širi lužo, medtem ko površinska napetost, kjer se molekule tesno prilegajo drug drugemu, naredi kapljice navzgor.
Toda medtem ko je klasični model mogoče uporabiti za razlago končne oblike luže, pa ne pojasnjuje, kako se je luža začela širiti. Izračuni namesto tega kažejo, da bi bile sile na robu luže premočne, da bi sploh lahko razširile. "V makroskopskem pogledu na to težavo ni nič, kar bi ustavilo lužo. Tu nekaj manjka, "razloži Amir Pahlavan, študent na MIT v sporočilu za javnost.
Jasno je, da se luže širijo, zato fiziki izrišejo svoj model, da pojasnijo, zakaj. Michael Schirber piše za APS Physics :
Ena priljubljena rešitev je domnevati, da tanek mikroskopski film prekrije površino pred lužo. Takšne predhodne filme opazimo pri lužah, ki se popolnoma razširijo na tanko ploskev - tako imenovani primer "popolnega vlaženja", vendar ne morejo razložiti luž, ki se širijo na kratki razdalji in se nato ustavijo (delno vlaženje).
Zdaj pa sta Pahlavan in njegovi sodelavci ugotovili, kaj ustavi lužo - sile, ki delujejo na nanoskalci. Raziskovalci so obravnavali film tekočine debeline manj kot 100 nanometrov, kjer začne delovati nekaj, imenovano sila van der Waals. Ta interakcija opisuje pojav, pri katerem oblak elektronov, ki buri okoli atoma, naključno niha in se njihov naboj nagiba na enem območju molekule, kar ustvarja rahlo pozitivna in rahlo negativna področja. Sosednje molekule storijo enako, zato se molekule medsebojno privlačijo ali odbijajo.
Te sile, ki delujejo znotraj tekočine, zrak okoli luže in površina, na kateri sedi luža, so dovolj, da se luža ne širi, ne glede na njegovo velikost. Raziskovalci so svoje rezultate objavili v reviji Physical Review Letters .
Njihov model bi lahko uporabil za številne stvari, od tega, kako ohladiti elektroniko s pretakanjem tekočine preko njih do sekvenciranja ogljikovega dioksida pod zemljo (nekateri načrti vključujejo vbrizgavanje tekočine z ogljikovim dioksidom v porozno kamnino). Toda za te aplikacije bodo raziskovalci morali razširiti model, da bi razložili, kako tekočine tečejo po grobih površinah. "Prava površina nikoli ni popolnoma ravna in gladka, " Pahlavan pove Choi za Inside Science . "[T] tukaj je vedno treba upoštevati nekaj grobosti, zaradi česar se lahko pojavijo številne nove funkcije."
