Upphovsman:Cornell University
Flytande droppar antar komplexa former och beter sig på olika sätt, var och en med en distinkt resonans - som ett trumhuvud eller en fiolsträng - beroende på vätskans invecklade samband, den fasta den landar på och gasen som omger den.
Droppar rörelser har konsekvenser för allt från tillverkning av kiselchips till mätning av kroppsvätskor, men fram till nu fanns det inget sätt att klassificera deras rörelse.
Ett team under ledning av Paul Steen, professor i teknik vid Cornell University, har skapat ett periodiskt bord med dropprörelser, delvis inspirerad av paralleller mellan symmetrier hos atomorbitaler, som bestämmer elementens positioner i det klassiska periodiska systemet, och energierna som bestämmer droppformar.
"Frågan var, kan vi sätta in dessa i någon form av organisation som gör att vi kan få lite mer mening av dem? "sa Steen, huvudförfattare till "Droplet Motions Fill a Periodic Table, "som publicerades i Förfaranden från National Academy of Sciences .
"Ordningen är ungefär som det periodiska systemet för kemiska grundämnen, "sa han." Vi går från högre energi till lägre energi, vänster till höger, topp till tå."
De såg också att dropprörelserna kunde klassificeras efter deras distinkta formsymmetrier. Till exempel, droppar som bildar en stjärnliknande form med fem punkter skulle alla vara i en grupp.
"Vi kallar dem rörelseelement, sa Steen, i en nick till det klassiska periodiska systemet. Varje rörelseelement i den nya tabellen - som kan tänkas ha ett oändligt antal poster, beroende på flera variabler - klassificerar ett enda läge för en dropprörelse. "Du kan använda kombinationer av dessa för att förstå rörelsesmolekyler."
I studien, Steens team upptäckte de första 35 förutsagda rörelseelementen för vattendroppar som vibrerades på en yta med en kontaktvinkel på cirka 60 grader.
Potentiella applikationer för detta periodiska system, som kan hjälpa forskare att förstå varifrån en droppe kommer, kan innefatta kriminalteknik, Sa Steen. Analytiker kan tillämpa tabellens klassificeringar på blod och tillämplig yta för att identifiera de involverade energierna, och sedan bättre anta vad som kan ha orsakat vissa stänkmönster.
"När du väl inser vad en viss rörelse kan brytas ner i, det berättar mer om var det härstammar från, " han sa.