गर्मियों की आंधी से बने मैला, मैला पोखर फुटपाथ या मैदान में डुबकी लगाने के लिए अपनी सीमाओं को छोड़ देते हैं। लेकिन अगर शराब का एक गिलास (काल्पनिक रूप से) पूरी तरह से सपाट काउंटरटॉप पर फैल जाता है, तो पोखर हमेशा के लिए फैलने से बचता है? अब तक, भौतिकविदों के द्रव प्रवाह का वर्णन वास्तव में इस बात का हिसाब नहीं दे सकता है कि पोखर क्यों बंद हो जाते हैं।
मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं का जवाब है, इनसाइड साइंस के लिए चार्ल्स क्यू। चोई की रिपोर्ट।
क्लासिक मॉडल का उपयोग करते हुए, भौतिक विज्ञानी "गुरुत्वाकर्षण और सतह तनाव के बीच प्रतिस्पर्धा" के परिणामस्वरूप तरल प्रसार का वर्णन करेंगे, चोई लिखते हैं। ग्रेविटी तरल को नीचे खींचती है और पोखर को फैलाती है, जबकि सतह का तनाव, जहां अणु एक-दूसरे को कसकर लटकाते हैं, बूंदों को मनका बनाते हैं।
लेकिन जबकि क्लासिक मॉडल को एक पोखर के अंतिम आकार को समझाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, यह यह नहीं समझाता है कि पहली जगह में कैसे पोखर फैलाना शुरू कर दिया। इसके बजाय गणना का अर्थ है कि पोखर के किनारे की ताकतें बहुत अधिक मजबूत होंगी ताकि वे फैल सकें। "इस समस्या के एक स्थूल दृष्टिकोण के भीतर, वहाँ कुछ भी नहीं है जो पोखर को फैलने से रोकता है। यहां कुछ याद आ रहा है, ”एक प्रेस विज्ञप्ति में एमआईटी में स्नातक छात्र आमिर पहलवान बताते हैं।
स्पष्ट रूप से, पोखर फैलते हैं, इसलिए भौतिकविदों ने यह समझाने के लिए अपने मॉडल को छोटा किया। माइकल शिर्बर एपीएस भौतिकी के लिए लिखते हैं:
एक लोकप्रिय समाधान यह मानना है कि एक पतली सूक्ष्म फिल्म पोखर के आगे सतह को कोट करती है। इस तरह की अग्रगामी फिल्मों को पोखरों के लिए देखा गया है जो पूरी तरह से एक पतली सपाट शीट तक फैल जाती हैं - तथाकथित "पूर्ण गीला" मामला - लेकिन वे कुछ दूरी तक फैलने वाले पोडल्स की व्याख्या नहीं कर सकते हैं और फिर (आंशिक गीला) बंद कर सकते हैं।
अब, पहलवान और उनके सहयोगियों ने यह पता लगा लिया है कि पोखर को रोकना क्या है - नैनोस्केल में काम करने वाले बल। शोधकर्ताओं ने 100 नैनोमीटर से कम मोटी तरल की एक फिल्म पर विचार किया, जहां वैन डर वाल्स बल नामक कुछ अभिनय शुरू होता है। यह इंटरैक्शन एक घटना का वर्णन करता है जहां एक परमाणु के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों के बादल बेतरतीब ढंग से उतार-चढ़ाव करते हैं और उनका चार्ज एक अणु के एक क्षेत्र में ढेर हो जाता है, जिससे थोड़ा सकारात्मक और थोड़ा नकारात्मक क्षेत्र बनता है। पड़ोसी अणु वही करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अणु या तो आकर्षित होते हैं या एक दूसरे से प्रतिकर्षित होते हैं।
तरल के भीतर अभिनय करने वाली ये ताकतें, पोखर के आस-पास की हवा और जिस सतह पर पोखर बैठता है, उसके आकार की परवाह किए बिना, पोखर को फैलने से रोकने के लिए पर्याप्त हैं। शोधकर्ताओं ने अपने परिणामों को जर्नल फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित किया।
उनके मॉडल में कई चीजों के लिए आवेदन हो सकते हैं, इलेक्ट्रॉनिक्स को कैसे शांत करके तरल को प्रवाहित करके कार्बन डाइऑक्साइड को भूमिगत रूप से प्रवाहित किया जा सकता है (कुछ योजनाओं में कार्बन-डाइऑक्साइड से भरे तरल को छिद्रपूर्ण चट्टान में इंजेक्ट करना शामिल है)। लेकिन उन अनुप्रयोगों के लिए, शोधकर्ताओं को यह समझाने के लिए मॉडल का विस्तार करना होगा कि तरल किसी न किसी सतह पर कैसे बहते हैं। "एक वास्तविक सतह कभी भी पूरी तरह से सपाट और चिकनी नहीं होती है, " पहलवान ने अंदर के विज्ञान के लिए चोई को बताया। "[T] यहाँ हमेशा कुछ खुरदरापन को ध्यान में रखा जाता है, जिससे कई नई सुविधाएँ पैदा होती हैं।"
