JurnalSecience - Sebuah tim University of Pennsylvania fisikawan telah menunjukkan bagaimana untuk mengganggu "efek kopi cincin" - cincin berbentuk noda sisa partikel setelah tetes kopi menguap - dengan mengubah bentuk partikel. Penemuan ini menyediakan alat baru untuk insinyur untuk deposit lapisan seragam.
Penelitian dilakukan oleh profesor Arjun Yodh, direktur Laboratorium untuk Penelitian Struktur Matter; kandidat doktor Peter Yunker dan Matius Lohr, dan Tim postdoctoral fellow Namun, semua departemen Fisika dan Astronomi di Penn Sekolah Seni dan Ilmu Pengetahuan .
Penelitian mereka akan diterbitkan dalam Jurnal Nature pada 18 Agustus.
"Efek cincin kopi sangat umum dalam pengalaman sehari-hari," kata Yunker. "Untuk menghindarinya, para ilmuwan telah berusaha keras merancang cat dan tinta yang menghasilkan lapisan bahkan pada penguapan Kami menemukan bahwa efek bisa dihilangkan hanya dengan mengubah bentuk partikel.."
Tepi setetes air duduk di meja atau secarik kertas, misalnya, sering "ditempelkan" ke permukaan. Ini berarti bahwa ketika air menguap, drop tidak bisa mengecilkan lingkar tapi mendatar. Bahwa gerak datar mendorong air dan apapun tersuspensi di dalamnya, seperti partikel kopi, ke ujungnya. Pada saat drop sepenuhnya menguap, sebagian besar partikel telah mencapai tepi dan diendapkan di permukaan, membuat cincin gelap.
Universitas fisikawan Chicago Sidney Nagel, Thomas Witten dan rekan-rekan mereka menulis sebuah makalah yang berpengaruh tentang proses ini pada tahun 1997, yang berfokus terutama pada partikel berbentuk bola ditunda, tetapi tidak sampai percobaan terakhir tim Yodh bahwa peran mengejutkan dimainkan oleh bentuk partikel tersuspensi adalah ditemukan.
Tim Yodh yang digunakan partikel plastik berukuran seragam dalam percobaan mereka. Partikel-partikel ini pada awalnya berbentuk bola tapi bisa membentang ke berbagai derajat eksentrisitas, untuk memastikan percobaan hanya menguji pengaruh bentuk partikel pada pola pengeringan.
Para peneliti terkejut melihat seberapa besar bentuk partikel efek yang pada fenomena pengeringan.
"Geometri partikel yang berbeda mengubah sifat dari membran pada antarmuka udara-air," kata Yodh. "Dan yang memiliki konsekuensi besar."
Partikel berbentuk bola dengan mudah melepaskan diri dari antarmuka, dan mereka mengalir melewati satu sama lain dengan mudah karena bola tidak substansial merusak antarmuka udara-air. Partikel elipsoid, bagaimanapun, menyebabkan berundulasi besar dari antarmuka udara-air yang pada gilirannya menginduksi atraksi yang sangat kuat antara ellipsoids. Jadi ellipsoids cenderung terjebak di permukaan, dan, sementara partikel terjebak dapat terus mengalir menuju tepi drop selama penguapan, mereka semakin setiap blok lain, menciptakan kemacetan lalu lintas partikel yang akhirnya menutupi permukaan drop itu.
"Setelah Anda peregangan partikel berbentuk bola sekitar 20 persen," kata Yunker, "deposit partikel seragam."
Setelah bereksperimen dengan bentuk partikel tersuspensi, para peneliti menambahkan surfaktan, pada dasarnya sabun, ke tetes untuk menunjukkan bahwa interaksi di permukaan drop yang bertanggung jawab untuk efek. Dengan surfaktan menurunkan tegangan permukaan drop itu, partikel elipsoid tidak terjebak di antarmuka dan mengalir bebas ke tepi.
Mereka juga diuji tetes yang campuran dari partikel kedua bola dan lonjong. Ketika bola itu jauh lebih kecil daripada ellipsoids, bola mengalir ke tepi, tetapi pada ukuran tertentu, mereka menjadi sama terjebak.
"Kami berpikir itu akan berguna jika Anda hanya bisa taburi dalam beberapa partikel-partikel elipsoid untuk menghilangkan efek cincin kopi," kata Yodh, "dan kami menemukan bahwa kadang-kadang ide ini bekerja dan terkadang tidak."
Memahami dampak dari bentuk partikel pengeringan setetes bisa memiliki aplikasi dalam pencetakan dan lukisan. Prinsip-prinsip juga bisa relevan dalam konteks biologis dan medis.
"Dalam banyak kasus, cara kita membuat lapisan melibatkan bahan kimia berbahaya," kata Yunker. "Jika Anda membutuhkan sesuatu yang bio-kompatibel, itu lebih sulit."
"Ada banyak situasi di mana Anda ingin coating seragam," katanya. "Pekerjaan ini akan merangsang orang untuk berpikir tentang cara-cara baru untuk melakukannya."
Penelitian ini didukung oleh National Science Foundation, termasuk Bahan Penelitian Sains dan Teknik yang Center, NASA, dan CNRS-Rhodia-UPenn Sidang Kompleks kolaborasi Soft Matter.
Penelitian dilakukan oleh profesor Arjun Yodh, direktur Laboratorium untuk Penelitian Struktur Matter; kandidat doktor Peter Yunker dan Matius Lohr, dan Tim postdoctoral fellow Namun, semua departemen Fisika dan Astronomi di Penn Sekolah Seni dan Ilmu Pengetahuan .
Penelitian mereka akan diterbitkan dalam Jurnal Nature pada 18 Agustus.
"Efek cincin kopi sangat umum dalam pengalaman sehari-hari," kata Yunker. "Untuk menghindarinya, para ilmuwan telah berusaha keras merancang cat dan tinta yang menghasilkan lapisan bahkan pada penguapan Kami menemukan bahwa efek bisa dihilangkan hanya dengan mengubah bentuk partikel.."
Tepi setetes air duduk di meja atau secarik kertas, misalnya, sering "ditempelkan" ke permukaan. Ini berarti bahwa ketika air menguap, drop tidak bisa mengecilkan lingkar tapi mendatar. Bahwa gerak datar mendorong air dan apapun tersuspensi di dalamnya, seperti partikel kopi, ke ujungnya. Pada saat drop sepenuhnya menguap, sebagian besar partikel telah mencapai tepi dan diendapkan di permukaan, membuat cincin gelap.
Universitas fisikawan Chicago Sidney Nagel, Thomas Witten dan rekan-rekan mereka menulis sebuah makalah yang berpengaruh tentang proses ini pada tahun 1997, yang berfokus terutama pada partikel berbentuk bola ditunda, tetapi tidak sampai percobaan terakhir tim Yodh bahwa peran mengejutkan dimainkan oleh bentuk partikel tersuspensi adalah ditemukan.
Tim Yodh yang digunakan partikel plastik berukuran seragam dalam percobaan mereka. Partikel-partikel ini pada awalnya berbentuk bola tapi bisa membentang ke berbagai derajat eksentrisitas, untuk memastikan percobaan hanya menguji pengaruh bentuk partikel pada pola pengeringan.
Para peneliti terkejut melihat seberapa besar bentuk partikel efek yang pada fenomena pengeringan.
"Geometri partikel yang berbeda mengubah sifat dari membran pada antarmuka udara-air," kata Yodh. "Dan yang memiliki konsekuensi besar."
Partikel berbentuk bola dengan mudah melepaskan diri dari antarmuka, dan mereka mengalir melewati satu sama lain dengan mudah karena bola tidak substansial merusak antarmuka udara-air. Partikel elipsoid, bagaimanapun, menyebabkan berundulasi besar dari antarmuka udara-air yang pada gilirannya menginduksi atraksi yang sangat kuat antara ellipsoids. Jadi ellipsoids cenderung terjebak di permukaan, dan, sementara partikel terjebak dapat terus mengalir menuju tepi drop selama penguapan, mereka semakin setiap blok lain, menciptakan kemacetan lalu lintas partikel yang akhirnya menutupi permukaan drop itu.
"Setelah Anda peregangan partikel berbentuk bola sekitar 20 persen," kata Yunker, "deposit partikel seragam."
Setelah bereksperimen dengan bentuk partikel tersuspensi, para peneliti menambahkan surfaktan, pada dasarnya sabun, ke tetes untuk menunjukkan bahwa interaksi di permukaan drop yang bertanggung jawab untuk efek. Dengan surfaktan menurunkan tegangan permukaan drop itu, partikel elipsoid tidak terjebak di antarmuka dan mengalir bebas ke tepi.
Mereka juga diuji tetes yang campuran dari partikel kedua bola dan lonjong. Ketika bola itu jauh lebih kecil daripada ellipsoids, bola mengalir ke tepi, tetapi pada ukuran tertentu, mereka menjadi sama terjebak.
"Kami berpikir itu akan berguna jika Anda hanya bisa taburi dalam beberapa partikel-partikel elipsoid untuk menghilangkan efek cincin kopi," kata Yodh, "dan kami menemukan bahwa kadang-kadang ide ini bekerja dan terkadang tidak."
Memahami dampak dari bentuk partikel pengeringan setetes bisa memiliki aplikasi dalam pencetakan dan lukisan. Prinsip-prinsip juga bisa relevan dalam konteks biologis dan medis.
"Dalam banyak kasus, cara kita membuat lapisan melibatkan bahan kimia berbahaya," kata Yunker. "Jika Anda membutuhkan sesuatu yang bio-kompatibel, itu lebih sulit."
"Ada banyak situasi di mana Anda ingin coating seragam," katanya. "Pekerjaan ini akan merangsang orang untuk berpikir tentang cara-cara baru untuk melakukannya."
Penelitian ini didukung oleh National Science Foundation, termasuk Bahan Penelitian Sains dan Teknik yang Center, NASA, dan CNRS-Rhodia-UPenn Sidang Kompleks kolaborasi Soft Matter.
0 komentar:
Posting Komentar
Sahabat yang budiman jangan lupa Setelah membaca untuk memberikan komentar.Jika Sobat Suka Akan Artikelnya Mohon Like Google +1 nya.
Komentar yang berbau sara,fornografi,menghina salah satu kelompok,suku dan agama serta yang bersifat SPAM dan LINK karena akan kami hapus.Terima Kasih Atas Pengertiannya