Момент слияния двух капель сняли при помощи высокоскоростной съемки

С помощью экспериментальной установки с двумя высокоскоростными камерами ученые смогли определить, как при слиянии взаимодействуют две капли воды. Статью о своих наблюдениях они опубликовали в Physical Review Fluids.

Этот эксперимент позволил получить понимание процессов динамики жидкостей, которые невозможно воспринять невооруженным глазом. Без специальной аппаратуры не получится точно определить, что происходит при контакте двух капель: как перемешивается их содержимое? Перемешивается ли оно вообще?

Чтобы ответить на поставленный вопрос, группа британских ученых из Лондона, Оксфорда и Лидса сконструировала экспериментальную установку. На стеклянную поверхность сначала помещалась капля воды без примесей, а затем при помощи специального дозатора очень близко к ней помещали каплю жидкости с красителем.

Все процессы фиксировали при помощи видеокамер, снимающих со скоростью примерно до 25 тысяч кадров в секунду. Одна из камер снимала происходящее сбоку, вторая — в перпендикулярной плоскости посредством зеркала, размещенного под стеклянной поверхностью.

Оказывается, при контакте жидкость с красителем покрывает прозрачную каплю сверху — «как одеяло», по меткому выражению авторов эксперимента. При этом окрашенная капля выбрасывает поверхностную струю, которая формируется в течение считаных миллисекунд. Мгновенному полному смешиванию двух жидкостей препятствует поверхностное натяжение.

Помимо визуально-эстетической составляющей, эксперимент также имеет важное научное значение. Например, понимание динамики взаимодействия жидкостей может оказаться полезным для улучшения процессов 3D-печати.

Ранее ученые из Гонконга разработали электрогенератор, получающий энергию из капель воды, а физики из Университета Эмори в США рассказали о рецепте идеальных мыльных пузырей.