Physics Of Coffee Stains Explained

{h1}

Koffievlekken lijken misschien alledaags, maar ze zijn eigenlijk een interessante gril van fysica.

Koffievlekken lijken misschien alledaags, maar ze zijn eigenlijk een interessante gril van fysica.

Nu hebben onderzoekers een verrassende wending ontdekt die ons begrip van hoe deze vlekken vormen verandert. Het blijkt dat vloeistoffen, zoals koffie, die zijn opgebouwd uit bolvormige deeltjes, anders drogen dan vloeistoffen met meer langwerpige deeltjes, ontdekten wetenschappers.

In het geval van koffie is elk deeltje of klontje moleculen ruwweg een micrometer (een miljoenste van een meter) breed, wat ongeveer 10.000 keer groter is dan individuele koffiemoleculen, aldus onderzoekers.

Als een druppel koffie opdroogt, verdampt vloeistof efficiënter van de dunnere randen van de druppel. Vloeistof in het midden stroomt dan naar buiten om de randen bij te vullen, waarbij de zwevende vaste deeltjes mee worden gedragen. Deze worden dan achtergelaten in een ring rond de randen van de druppel wanneer al het water is verdampt, waardoor de veelbetekende donkere halo aan de rand van de druppel achterblijft, met een meer doorschijnend midden van de vlek. [Video - Liquid Drop Tart de zwaartekracht]

Onderzoekers gingen ervan uit dat deeltjes die langwerpig waren in plaats van sferisch, op dezelfde manier zouden werken. Tot hun verrassing vonden ze in plaats daarvan dat langwerpige deeltjes de neiging hebben veel sterker samen te klonteren dan bolvormige deeltjes. Deze klontering belemmert de vloeistofstroom vanuit het midden van een druppel naar de rand, waardoor de vaste stoffen gelijkmatiger worden verdeeld terwijl de druppel droogt en een gelijkmatige vlek achterlaat zonder het ringeffect.

"Ik denk dat mensen erg verrast zijn dat door alleen de vorm van de deeltjes te veranderen zonder de chemie te veranderen, we dit effect kunnen vermijden", zei de universiteit van Pennsylvania, afgestudeerde student Peter Yunker, die het onderzoek leidde.

De openbaring kan interessant zijn buiten de natuurkundegemeenschap.

"Er zijn veel zeer elegante fysica in veel alledaagse voorwerpen", vertelde Yunker aan WordsSideKick.com. "Er zijn ook veel praktische toepassingen die voortkomen uit een aantal zeer elementaire fysica."

De ontdekking van koffievlekken kan bijvoorbeeld makers van verf en inkt helpen, die vaak tot het uiterste gaan om te voorkomen dat hun producten ongelijkmatig drogen zonder extra vaste oplosmiddelen toe te voegen.

"We waren echt geïnteresseerd in wat we kunnen doen om het koffie-ringeffect te vermijden," zei Yunker.

"In inktcartridges kost de inkt meer dan dure champagne per volume", voegde Yunker toe. "Als we het gehalte aan vaste stoffen in inkjet-inkt met een kleine hoeveelheid kunnen verminderen, kunnen we de kosten potentieel met een groot bedrag verlagen."

De bevinding wordt uitgewerkt in het nummer 18 van Nature van morgen.


Video Supplement: The Coffee-Ring Effect and the Physics of Breakfast.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com