Lembah yang berlumpur dan berlumpur yang diciptakan oleh ribut hujan musim panas berhubung dengan batas-batas mereka ke tempat duduk dalam trotoar atau tanah. Tetapi jika segelas wain tumpah pada (hipotetically) meja dengan sempurna rata, apa yang menyimpan genangan itu tersebar selama-lamanya? Hingga kini, perihal fizik mengenai aliran bendalir tidak dapat benar-benar memikirkan mengapa genangan keruntuhan berhenti.
Penyelidik dari Institut Teknologi Massachusetts mempunyai jawapannya, melaporkan Charles Q. Choi untuk Inside Science .
Menggunakan model klasik, ahli fizik akan menggambarkan cecair menyebar sebagai hasil daripada "persaingan antara graviti dan ketegangan permukaan, " Choi menulis. Graviti menarik cecair ke bawah dan merebak lopak, sementara ketegangan permukaan, di mana molekul gantung rapat antara satu sama lain, membuat tetesan bertumpuk.
Tetapi sedangkan model klasik boleh digunakan untuk menjelaskan bentuk terakhir sebuah genangan, ia tidak menjelaskan bagaimana genangan mula menyebar di tempat pertama. Pengiraannya bukan bermaksud bahawa daya di tepi genangan akan terlalu kuat untuk membolehkan penyebaran sama sekali. "Dalam pandangan makroskopik masalah ini, tidak ada apa-apa yang menghalang genangan daripada merebak. Terdapat sesuatu yang hilang di sini, "jelas Amir Pahlavan, seorang pelajar siswazah di MIT dalam kenyataan akhbar.
Jelas sekali, genangan airnya tersebar, jadi ahli fizik mengubah taraf model mereka untuk menjelaskan mengapa. Michael Schirber menulis untuk Fizik APS :
Satu penyelesaian yang popular adalah untuk menganggap bahawa filem mikroskopis yang tipis melapisi permukaan di depan genangan air. Filem pelopor sedemikian telah diperhatikan untuk genangan air yang meluas sepenuhnya ke lembaran rata yang tipis - apa yang dipanggil "pembasuhan lengkap" kes - tetapi mereka tidak dapat menjelaskan genangan air yang menyebarkan jarak yang pendek dan kemudian berhenti (pembasahan separa).
Sekarang, Pahlavan dan rakan-rakannya telah mengetahui apa yang menghentikan lombong - kuasa yang bertindak di nanoscale. Para penyelidik menganggap filem cecair kurang daripada 100 nanometer tebal, di mana sesuatu yang dipanggil kuasa van der Waals mula bertindak. Interaksi ini menggambarkan fenomena di mana awan elektron membunyikan sekitar atom berubah secara rawak dan caj mereka cenderung menumpuk di satu kawasan molekul, menghasilkan sedikit yang positif dan sedikit negatif. Molekul jiran melakukan hal yang sama, dengan hasilnya molekul sama-sama tertarik atau ditolak oleh satu sama lain.
Kuasa-kuasa ini, yang bertindak dalam cecair, udara di sekitar genangan air dan permukaan genangan yang duduk di atas adalah cukup untuk menyimpan genangan dari penyebaran, tanpa mengira saiznya. Para penyelidik menerbitkan hasilnya dalam jurnal Journal Review Letters .
Model mereka boleh mempunyai aplikasi untuk beberapa perkara, dari bagaimana menyejukkan elektronika dengan mengalirkan cecair di atasnya untuk menyerap karbon dioksida di bawah tanah (beberapa rancangan termasuk menyuntikkan cecair karbon dioksida ke dalam batu berpori). Tetapi bagi aplikasi tersebut, para penyelidik perlu memperluas model untuk menjelaskan bagaimana cecair mengalir ke permukaan kasar. "Permukaan sebenar tidak pernah rata dan lancar, " kata Pahlavan kepada Choi untuk Inside Science . "[T] selalu ada kekasaran untuk mengambil kira, yang menyebabkan banyak ciri baru muncul."
