Su Sıçrama Modelindeki Yeni Teori Sırları Açığa Çıkarıyor

Warwick Üniversitesi’nde yapılan yeni bir araştırma, yağmur damlası hakkında yeni bilgiler içeriyor.

Matematik Enstitüsü’nden Dr. James Sprittles, bir su sıçramasının, bir damla su ve yüzey arasındaki küçük boşlukta tam olarak nasıl olduğunu açıklamak için yeni bir teori ileri sürdü.

Bir su damlası düştüğünde, kenara itilemeyen mikroskopik olarak ince bir hava tabakası ile yüzey boyunca düzgün bir şekilde yayılması önlenir. Böylece yüzeyi ıslatmak yerine, sıvının parçaları uçar ve sıçrama meydana gelir.

1 mikron (bir insan saçı genişliğinden elli kat daha küçük) boyutundaki bir hava tabakası kendisinden bin kat daha büyük olan 1 milimetrelik su damlasını bile engelleyebilir. Bu, plaj boyunca uzanan bir tsunami dalgasını durduran 1 santimlik bir hava tabakası gibi düşünülebilir.

Dr. Sprittles, süper hızlı hareket sırasında bu sıçramaların meydana gelip gelmeyeceğini tahmin etmek için sıvı viskozite ve hava basıncı gibi farklı fiziksel koşulları faktörize eden mikroskobik dinamiklerini yakalayıp yeni bir teori geliştirerek bu minik hava katmanına tam olarak ne olduğunu tespit etti.

Hava basıncı düştükçe, su damlasına daha az direnç kazandırılır ve sıçramaların bastırılmasını sağlayan ezilmiş tabakadan havanın kaçması kolaylaşır. Bu nedenle, hava basıncının düştüğü dağların tepesinde damlaların sıçrama özelliği daha düşüktür.

Sıçramaya neden olan koşulların anlaşılması, araştırmacıların bunu nasıl önleyeceğini bulmasına ve çeşitli alanlarda potansiyel adımların atılmasına yardımcı olur.

3D baskılamada, sıvı damlaları, işitme cihazları gibi özel üretilen ürünlerinin yapı taşlarını oluşturur. Bu esnada ortaya çıkan sıçramaları durdurmak, istenilen kalitede ürünler yapmak için en önemli noktadır.

Damla sıçramaları adli bilimin de önemli bir parçasıdır. Kandamlaları sıçramış olsun ya da olmasın, kanın nereden geldiğine dair önemli bilgiler verir ki bunlar bir ceza soruşturmasında hayati öneme sahip olabilirler.

Dr. Sprittles; “Böyle bir karmaşıklığı ortaya çıkarmak için günlük olayların hiç de basit olmadığını anlamanız gerekir. Hava tabakasının genişliği, hava moleküllerinin çarpışmaları arasında geçen mesafeye benzer şekilde çok küçüktür. Bu nedenle, geleneksel modellerde yanlışlıklar vardır ve mikroskobik bir teori gereklidir. Umut verici olan bu yeni teori, iklim bilimi gibi su damlalarının, bulutların oluşumu sırasında nasıl çarpıştığını anlatan ya da yağış yoluyla okyanuslarımıza sürüklenen gaz miktarını tahmin eden geniş bir yelpazedeki en yeni uygulamaları içermelidir.”

Bu araştırma Physical Review Letters’da yayınlanmıştır.

Kaynak : sciencedaily.com

Author

İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.