การที่ “หยดน้ำ” หยดลงมารวมกันสำหรับหลายๆ คนแล้วคงจะเป็นเหตุการณ์ที่เห็นได้ทั่วไป และไม่ได้มีอะไรแปลกใหม่ แต่หากเราลองหยด “หยดน้ำสองสี” ให้มันรวมกันดูจริงๆ เราจะพบว่าเหตุการณ์ที่ว่านี้มีอะไรซ่อนอยู่มากกว่าที่เราคิด
นั่นเป็นเหตุผลที่ทำให้เมื่อล่าสุดนี้เอง ทีมนักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการพลศาสตร์ของไหลแห่งออกซฟอร์ด จึงได้ตัดสินใจที่จะถ่ายภาพการรวมกันของหยดน้ำด้วยกล้องความเร็วสูง เพื่อนำเสนอเสี้ยววินาทีที่เราอาจจะไม่เคยเห็นมาก่อน
โดยพวกเขาจับภาพเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นนี้ด้วยกล้องความเร็วสูงสองตัวที่มีความสามารถในการจับภาพอยู่ที่ 25,000 เฟรมต่อวินาทีเพื่อแสดงให้เราเห็นปรากฏการณ์ที่พวกเขาเรียกว่า “Surface jet” ซึ่งเกิดขึ้นในเวลาราวๆ 15 มิลลิวินาทีที่หยดน้ำสองสีกระทบกัน
อย่างที่หลายๆ คนอาจจะสังเกตเห็นได้ในภาพข้างบน ในวินาทีที่หยดน้ำทั้งสองกระทบกันนั้น พวกมันจะไม่ได้ไหลรวมกันในทันทีเลยอย่างที่หลายๆ คนอาจจะคิด
กลับกันหยดน้ำที่หยดลงมา (สีน้ำเงิน) จะมีการปล่อยน้ำเพียงแค่บางส่วนเข้าสู่หยดน้ำสีใสในรูปแบบคล้ายไอพ่น ในขณะที่หยดนี้ส่วนใหญ่ยังคงเกาะตัวอยู่ด้วยกัน
นักวิทยาศาสตร์บอกว่าการที่หยดน้ำมีการเปลี่ยนแปลงเช่นนี้ มีปัจจัยสำคัญมาจากแรงตึงผิวของตัวหยดน้ำเองซึ่งดึงตัวหยดน้ำแต่ละหยดไว้ไม่ให้ผสมกันในทันที ในขณะที่แรงกระแทกทำให้น้ำบางส่วนของหยดน้ำที่หยดลงมาพุ่งออกสู่หยดน้ำอีกหยดหนึ่ง
“ในอดีตมันคงจะมีสักช่วงเวลาที่หยดน้ำสองหยดกระทบกัน แล้วคุณสงสัยว่าพวกมันผสมกัน หรือหยดน้ำหยดหนึ่งจะหยดผ่านอีกหยดไปเลย” คุณ Alfonso Castrejón-Pita ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด หนึ่งในผู้ร่วมทีมวิจัยกล่าว “การมีกล้องสองตัวช่วยบันทึกเรื่องที่เกิดขึ้นเช่นนี้ ได้ให้คำตอบกับเราแล้ว”
ภาพด้านของการกระทบกันที่เกิดขึ้น ซึ่งเราจะเห็นได้ว่าน้ำจะไม่ผสมกันหากมันยังคงมีแรงตึงผิว
นี่อาจจะเป็นงานวิจัยที่ดูจะไม่ได้มีสาระเท่าไหร่สำหรับหลายๆ คนแต่ นักวิจัยเองก็ได้อธิบายไว้ด้วยแล้วว่างานวิจัยที่เกิดขึ้นนี้ จริงๆ แล้วมีประโยชน์มากกว่าแค่ความสวย เพราะการศึกษาหยดน้ำเช่นนี้จะทำให้พวกเขาสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการควบคุมพฤติกรรมหยดน้ำจากการศึกษากระแสการไหลภายในหยดน้ำเองได้
และการศึกษาดังกล่าวก็สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับเทคโนโลยีหยดน้ำในอนาคตได้ไม่ยากเลย
วิดีโอต้นฉบับซึ่งถูกเผยแพร่ออกมาในทวิตเตอร์
How to control mixing between two droplets? Tune the interfacial tension to either enhance of suppress surface jets. Beautiful video captured in our labs by @FluidsTom – with thanks to the @royalsociety and @EPSRC @UKFluidsNetwork (with @RafaelCastrejon and @markwilsonleeds) pic.twitter.com/1Z9aA0voiL
— Oxford Fluid Dynamics Lab (@OxfordFluids) February 24, 2020
ที่มา Physical Review Fluids, sciencealert และ foxnews
ใส่ความเห็น
คุณต้องเข้าสู่ระบบ เพื่อจะพิมพ์ความเห็น