Kiedy odrzutowiec uderza w film mydlany

Jeśli kiedykolwiek bawiłeś się bańkami mydlanymi, widziałeś złożone przepływy, które mogą wystąpić na powierzchni cieczy oraz sposób, w jaki bąbelki mogą się deformować, kapać, a nawet przetrwać przebicie przez małe cząsteczki.

Dzisiaj Geoffroy Kirstetter i kumple z Universite de Nice Sophia-Antipolis we Francji pytają, co się dzieje, gdy strumień płynu uderza w namydloną błonę.

Ci faceci użyli miski z płynem do mycia naczyń, aby stworzyć film mydlany o średnicy około 10 cm w drucianej ramie. Następnie przepompowali strumień wody z mydłem przez submilimetrową dyszę, aby wytworzyć strumień o różnej wielkości i prędkości. W końcu wystrzelili odrzutowiec w film pod różnymi kątami, aby zobaczyć, co się stanie.

Okazuje się, że film jest zaskakująco wytrzymały. Niezależnie od prędkości, promienia i kąta padania odrzutowiec nigdy nie przerywa filmu mydlanego, mówią Kirstetter i spółka.

Ale zamiast tego dzieje się coś innego: film wygina strumień o wartość zależną od kąta padania. W efekcie film działa jak soczewka, a Kirstetter i współpracownicy są w stanie wyprowadzić rodzaj prawa Snella opisującego ten rodzaj załamania.

Obserwują też dwa inne zjawiska. Powyżej pewnego kąta strumień zostaje uwięziony na powierzchni filmu i pod najbardziej ekstremalnymi kątami może odbijać się od powierzchni.

Może to brzmieć jak dobra zabawa, ale ma ważne potencjalne zastosowanie. Coraz więcej technologii jest uzależnionych od druku atramentowego, takich jak publikacje, druk 3D i produkcja elektroniki z tworzyw sztucznych.

Do tej pory fizycy mieli bardzo małą kontrolę nad kierunkiem strumienia płynu po jego wystrzeleniu. Nie istnieje żadna niezawodna technika prowadzenia mikrostrumienia w ośrodku tak prostym jak powietrze, mówią Kirstetter i spółka.

Nowa praca może to zmienić. Otwiera zupełnie nowy sposób kontrolowania kierunku mikrostrumieni za pomocą filmów mydlanych działających jak płynne soczewki.

To, jak można to zastosować, jest oczywiście pytaniem dla inżynierów, którzy skupią się na praktyczności pomysłu. Folia mydlana w twojej drukarce? Dziwniejsze rzeczy się wydarzyły.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1203.0842 : uderzenie strumieniem w folię mydlaną

ukryć