Utveckling av fälginstabilitet observerad från riktning vinkelrätt mot det applicerade elektriska fältet (a-d), och längs det applicerade elektriska fältet (e-h); fältriktningen är symmetriaxeln. Sfäriska droppar (a, e) deformeras när det elektriska fältet (E =4kV /cm) slås på vid t =0. Vid ekvatorialströmning plattas moderdroppen till bildförhållandet på cirka 0,5 och bildar en skarp, spetsliknande kant (b)-(f). Utsläpp av ringar sker radiellt i ekvatorialplanet för droppen (g)-(h) .Viskositetsförhållandet är λ =0,07. Skalstapeln är 500 µm. Upphovsman:arXiv:1612.08613 [cond-mat.soft]
(Phys.org) - Ett par forskare vid Brown University har funnit att det är möjligt att få en droppe vätska att avge mindre droppar på ett sätt som liknar planeten Saturnus med dess ringar. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , Quentin Brosseau och Petia Vlahovska beskriver vägen de tog för att upptäcka de intressanta droppformationerna och möjliga användningsområden för dem.
Tidigare forskning har visat att exponering av en droppe vätska som leder elektricitet till ett elektriskt fält gör att elektriskt laddade poler bildas. Om tillräcklig avgift tas ut, droppen börjar anta en konform. Mer laddning gör att små droppar lossnar från konen, vilket resulterar i en spray vid spetsen av konen. I denna nya insats, forskarna observerade sådana elektrosprayer och vad som händer när en enda droppe vätska tappas i en annan vätska - i det här fallet, den tappade vätskan var mindre elektriskt ledande än dess värd. I deras experiment, de tappade bitar av silikonolja i en skål med ricinolja.
Tidigare forskning hade också visat att ändring av avgiften för droppar i andra vätskor kan resultera i droppformationer som liknade fotbollar. I experimenten av Brosseau och Vlahovska, som ett elektriskt fält applicerades, dropparna började platta, så småningom kommer att se ut ungefär som M &M -godis. Att göra fältet ännu starkare gjorde att små droppar drogs från droppen, som bildades till koncentriska ringar runt droppens ekvatorn, ser hemskt lik planeten Saturnus och dess ringar. Forskarna rapporterar att de ursprungliga dropparna växte till att bli en millimeter breda, medan de droppade dropparna var ungefär 100 gånger mindre.
En intressant aspekt av dropparna som består av ringarna, fann forskarna, var deras enhetlighet i storlek - en funktion som kan vara användbar för att göra saker som droger. De fann också att de kunde kontrollera genereringen av droppringarna genom att manipulera laddningsfältet, en annan faktor som kan visa sig användbar i en tillverkningsprocess. Paret planerar att fortsätta sin forskning om droppformationer med hjälp av olika material.
© 2017 Phys.org
