Ny forskning från University of Warwick ger ny inblick i hur en regndroppe eller spillt kaffe stänker.

Dr James Sprittles från Mathematics Institute har skapat en ny teori för att förklara exakt vad som händer - i det lilla utrymmet mellan en droppe vatten och en yta - för att orsaka stänk.

När en droppe vatten faller, det hindras från att sprida sig smidigt över en yta av ett mikroskopiskt tunt luftskikt som det inte kan skjuta åt sidan - så istället för att väta ytan, delar av vätskan flyger iväg, och ett stänk genereras.

Ett luftskikt på 1 mikron i storlek - femtio gånger mindre än människohårets bredd - kan hindra en 1 mm droppe vatten som är tusen gånger större.

Detta kan jämföras med ett 1 cm luftskikt som stoppar en tsunami -våg som sprider sig över en strand.

Dr Sprittles har fastställt exakt vad som händer med detta lilla luftlager under den supersnabba åtgärden genom att utveckla en ny teori, fånga sin mikroskopiska dynamik - ta del av olika fysiska förhållanden, såsom flytande viskositet och lufttryck, att förutsäga om stänk kommer att inträffa eller inte.

Ju lägre lufttryck, ju lättare luften kan fly från det klämda lagret - vilket ger mindre motståndskraft mot vattendroppen - vilket möjliggör undertryckande av stänk. Det är därför droppar är mindre benägna att stänka på toppen av bergen, där lufttrycket reduceras.

Att förstå de förhållanden som orsakar stänk gör det möjligt för forskare att ta reda på hur man kan förhindra det - vilket leder till potentiella genombrott inom olika områden.

I 3D -utskrift, vätskedroppar kan bilda byggstenarna i skräddarsydda produkter som hörapparater; att stoppa stänk är nyckeln till att tillverka produkter av önskad kvalitet.

Stänk är också en avgörande del av rättsmedicinsk vetenskap - om bloddroppar har plaskat eller inte ger insikt om var de kom ifrån, som kan vara viktig information i en brottsutredning.

Dr Sprittles kommentarer:

"Du skulle aldrig förvänta dig att en till synes enkel vardagshändelse uppvisar en sådan komplexitet. Luftlagrets bredd är så liten att det liknar avståndet luftmolekyler rör sig mellan kollisioner, så att traditionella modeller är felaktiga och en mikroskopisk teori krävs.

"Mest lovande, den nya teorin bör ha tillämpningar på ett brett spektrum av relaterade fenomen, till exempel inom klimatvetenskap - för att förstå hur vattendroppar kolliderar under molnbildning eller för att uppskatta mängden gas som dras in i våra hav av nederbörd. "