Marangoni -effekten är ett populärt fysiksexperiment. Det produceras när ett gränssnitt mellan vatten och luft värms upp på bara en plats. Eftersom denna värme kommer att stråla utåt, en temperaturgradient produceras på ytan, vilket får vätskan att röra sig genom strålningsprocessen av konvektion. När oupplösliga föroreningar införs på denna yta, de sopas omedelbart till sidan av vattenbehållaren. I tur och ordning, detta skapar en gradient i ytspänning som gör att gränssnittet blir elastiskt.

Strukturerna för dessa flöden har varit väl förstådda teoretiskt i över ett sekel, men ställer dig inte helt i linje med experimentella observationer av effekten. I en ny studie publicerad i EPJ E , Thomas Bickel vid universitetet i Bordeaux i Frankrike har upptäckt nya matematiska lagar som styr egenskaperna hos Marangoni -flöden.

Marangoni -effekten kan ha en mängd olika applikationer, till exempel inom svetsning och datortillverkning. Därför, Bickels resultat kan ge viktig ny information för forskare och ingenjörer som arbetar med vätskebaserade system. Bickel fann att i djupare vatten, området där föroreningar sveps bort minskar i storlek med en ökning av ytans elasticitet. Utanför dessa regioner, Marangoni -flöden avbryts av motflöden som härrör från föroreningarna, vilket betyder att vätskan blir statisk. Området kan till och med försvinna om ytans elasticitet är för stor, i vilket fall koncentrationen av föroreningar på gränssnittet blir konstant. Vidare, gränsen för regionen blir mer suddig på grunt vatten.

Bickel avslöjade dessa mekanismer genom matematiska härledningar, utgående från de kända egenskaperna hos Marangoni flöden. Han införlivade sedan aspekter inklusive vattendjup och föroreningskoncentration, och han beräknade deras effekt på det övergripande systemet. Bickels forskning visar att även i gamla välstuderade fysikförsök, matematisk analys kan fortfarande avslöja nya processer.