Limbo – wissenschaft.de
Ze bestaan meestal maar milliseconden – druppeltjes die bovenop een vloeistofoppervlak drijven. Hiervoor moet de vloeistof een bepaalde viscositeit hebben. Dit fenomeen van niet-coalescentie, ‘uit elkaar blijven’, van druppeltjes en basisvloeistof is algemeen bekend en vormt een belangrijk gebied van aërosolonderzoek.
Om een druppel voor langere tijd tegen de zwaartekracht in te laten zweven, moet er een continue overdruk worden gecreëerd in de zeer nauwe spleet tussen de druppel en het vloeistofoppervlak. Er zijn eigenlijk verschillende manieren om dit te doen.
Als het systeem is gemaakt om te slingeren, kunnen de druppels als een trampoline van het oppervlak afketsen. Door de trillingen komt de lucht steeds weer in de spleet tussen de vloeistof en de druppeltjes, waardoor de druppeltjes “zweven”. Hetzelfde effect kan worden bereikt met de luchtstroom in de opening die wordt gecreëerd door het rollen van druppels over het oppervlak of de verdamping van vloeistof of druppels. Dat laatste is het zogenaamde Leidenfrost-effect, dat ook kan worden waargenomen als waterdruppels dansen op een hete kachel.
Sommige methoden maken gebruik van magnetische velden of geluidsgolven. Maar ze hebben allemaal één ding gemeen: “Of we voeren een externe actie uit op het systeem, of we creëren een onbalans waarin de druppels kunnen blijven drijven zolang ze er zijn”, legt Denis Klyov van Tyumen University uit. Rusland. Samen met zijn klasgenoot Natalia Ivanova heeft Klyuev nu iets geweldigs ontdekt. Ze observeerden druppeltjes butylalcohol, die met een naaldspuit op het oppervlak van een vloeibare siliconen werden geplaatst en tientallen minuten bleven zweven. Zo zijn de millimetergrote druppels drijvend, zelfdragend en zonder externe krachten. Een van deze druppels is hier op de afbeelding te zien.
Dit fenomeen kan worden verklaard door concentratiegerelateerde convectie: moleculen verdampen continu aan het oppervlak van de druppel. Deze dampdeeltjes zijn meestal inhomogeen verdeeld over het oppervlak van de vloeistof. Dit verlaagt op sommige plaatsen de oppervlaktespanning en veroorzaakt zogenaamde capillaire compenserende stromingen – luchtstromen waarlangs druppeltjes kunnen drijven.
De onderzoekers konden dit fenomeen al waarnemen met verschillende druppelmaterialen en zagen een mogelijke toepassing in de microbiologie of biochemie. De studie van aërosolen en de virussen en micro-organismen die ze bevatten, is belangrijk voor het begrijpen van de verspreiding van door de lucht overgedragen ziekten. De nieuwe methode maakt het mogelijk om druppeltjes zonder fysiek contact op te tillen en zo te bestuderen zonder risico op besmetting met ongewenste micro-organismen.
“Analist. Schepper. Zombiefanaat. Fervente reisjunkie. Popcultuurexpert. Alcoholfan.”