فیلمبرداری از یک قطره از مخلوط آب-الکل روی لایه‌ای از روغن نشان می‌دهد که قطره به هزاران قطره ریزتر منفجر می‌شود.  

انفجار قطره. سه فِرِیم از فیلم (مشاهده کنید) نشان می‌دهد که لکه‌ی مخلوط آب-الکل جریانی از قطرات را در همه‌ی جهت‌ها پرتاب می‌کند. (این فیلم توسط پروژه Lutetium، یک کانال علمی در یوتیوب درست شده است و جزئیات بیشتر آن در آینده منتشر خواهد شد)

فیلم جدید انفجار قطره‌ی مخلوط آب-الکل روی لایه‌ی روغن به هزاران قطره، بیشتر شبیه به جلوه‌های ویژه سینمایی است تا یک آزمایش فیزیکی. با این وجود، فیزیکدان‌هایی که آن را ابداع کرده‌اند می‌گویند که این فیلم ترکیبی از اثرات تبخیر، کشش سطحی و شارش سیال را در یک آزمایش نشان می‌دهد و می‌تواند روشی نو برای تولید تعداد زیادی قطره در زمانی کوتاه باشد. این روش ممکن است در پراکنده کردن آلاینده‌ها هم مفید واقع شود.  

در آزمایشی که اتین ریسات Etienne Reyssat و همکارانش از موسسه شیمی و فیزیک صنعتی (ESPCI پاریس) انجام دادند،نسبت الکل به آب در مخلوط کشش‌های سطحی را در مرز هوا-مخلوط و مخلوط- روغن تعیین می‌کند. این دو کشش سطحی به نوبه خود تعیین می‌کنند که آیا مخلوط روی سطح روغن پخش خواهد شد یا مانند آب روی ماشین واکس خورده قطره قطره می‌شود.   

یک قطره از مخلوط آب-الکل روی لایه‌ای از روغن آفتابگردان ابتدا پخش شده و سپس با پرتاب قطره‌ها کوچک می‌شود.رنگ آبی کمک می‌کند که سیال بهتر دیده شود (پهنای فریم حدود 10 سانتی‌متر است).  

در ابتدا اگر نسبت اولیه الکل بیشتر از 0/35 باشد مخلوط پخش می‌شود اما بعد از چند ثانیه با تبخیر الکل کشش‌های سطحی افزایش یافته و روند پهن شدگی را معکوس می‌کند.  بیشترین تبخیر در لبه‌های کم عمق لکه اتفاق می‌افتد، بنابراین کشش سطحی در لبه‌ها بزرگتر از مرکز خواهد شد. این اختلاف کشش منجر به شارش مایع به سمت خارج شده و به انفجار مایع و تولید هزاران قطره می‌انجامد. گروه تحقیقاتی توانست با تغییر نسبت الکل به آب، پهنای قطره را از چند میکرومتر تا کسری از میلیمتر تنظیم کرده و به سرعت چند ده میلیون قطره تولید کند.

این تحقیق در Physical Review Letters به چاپ رسیده است.

منبع