211service.com
Når et jetfly rammer en sæbefilm
Hvis du nogensinde har leget med sæbebobler, har du set de komplekse strømninger, der kan opstå på væskeoverfladerne, og den måde, hvorpå bobler kan deformeres, dryppe og endda overleve at blive punkteret af små partikler.
I dag spørger Geoffroy Kirstetter og kammerater ved Universite de Nice Sophia-Antipolis i Frankrig, hvad der sker, når en væskestråle rammer en sæbefilm.
Disse fyre brugte en skål med opvaskemiddel til at lave en sæbefilm på omkring 10 cm i en trådramme. De pumpede derefter en strøm af sæbevand gennem en sub-millimeter dyse for at skabe en stråle med en størrelse og hastighed, de kunne variere. Til sidst affyrede de jetflyet mod filmen i forskellige vinkler for at se, hvad der skete.
Det viser sig, at filmen er overraskende robust. Uanset dens hastighed, radius og indfaldsvinkel bryder strålen aldrig sæbefilmen, siger Kirstetter og co.
Men der sker noget andet i stedet: filmen bøjer strålen i en mængde, der afhænger af dens indfaldsvinkel. Faktisk fungerer filmen som en linse, og Kirstetter og co er i stand til at udlede en slags Snell-lignende lov til at beskrive denne form for brydning.
De observerer også to andre fænomener. Ud over en vis vinkel bliver strålen fanget på filmens overflade, og i de mest ekstreme vinkler kan den hoppe hen over overfladen.
Det lyder måske som lidt mere end god fornøjelse, men det har en vigtig potentiel anvendelse. Et stigende antal teknologier afhænger af inkjet-print, ting som publicering, 3D-print og fremstilling af plastikelektronik.
Indtil nu har fysikere haft meget lidt kontrol over retningen af en væskestråle, efter at den er blevet affyret. Der findes ingen pålidelig teknik til at lede en mikrojet ind i et medium så simpelt som luft, siger Kirstetter og co.
Det kan det nye arbejde ændre på. Det åbner op for en helt ny måde at styre retningen af mikrojets ved hjælp af sæbefilm, der fungerer som flydende linser.
Hvordan det kan anvendes, er naturligvis et spørgsmål for ingeniørerne, som vil fokusere på det praktiske ved ideen. En sæbefilm i din printer? Mærkelige ting er sket.
Ref: arxiv.org/abs/1203.0842 : Strålepåvirkning på en sæbefilm