Har du lagt merke til at flekker av kaffesøl blir til ringer når de tørker? Det er et kjent fenomen som til og med har fått navn: Kaffering-effekten.
Ringene oppstår fordi vannet fordamper mest langs kanten og erstattes av nytt kaffesøl som strømmer til. Kaffepartiklene blir liggende igjen langs kanten.
Samme fenomen finner vi for alle væsker med partikler. Effekten har praktisk betydning også, eksempelvis for blekkskrivere.
En gruppe forskere ved PoreLab, et senter for fremragende forskning ved NTNU og Universitetet i Oslo, har latt seg fascinere av kaffeflekkene.
De har tatt forskningen et skritt videre: Hva skjer hvis vi klemmer en dråpe med mikroskopiske partikler mellom to glassplater og lar den tørke veldig sakte?
Kaffering-effekten: Når væske med partikler, som kaffe, tørker blir mest partikler liggende igjen langs kanten.(Foto: Colourbox)
Har forsket på labyrinter i selers neser
– Jeg ville ikke gjettet på at vi skulle få så interessante mønstre, sier Eirik Grude Flekkøy.
Tidligere har forskeren kommet over labyrintmønstre flere steder i naturen, og studert dem i alt fra selers neser til geologiske systemer.
Mekanismene bak disse labyrintene har forskerne funnet ut er en kombinasjon av friksjon og overflatespenning.
– Denne gangen hadde vi med mye mindre partikler å gjøre, sier Flekkøy.
Noe skjer når partiklene blir tilstrekkelig små
Han forteller at NTNU-kollega Erika Eiser oppdaget at nye mekanismer tar over bare partiklene blir tilstrekkelig små, i dette tilfellet rundt to mikrometer i diameter.
Flekkøy forklarer at når partiklene blir så små, endrer de effekten av overflatespenningen i væsken, som vanligvis bidrar til å gjøre overflatearealet så lite som mulig.
I dette tilfellet skaper de små partiklene en stikk motsatt effekt. Overflatearealet vokser og skaper intrikate, foldede strukturer.
Partiklene i væsken har dannet «fingre» som etter hvert blir til labyrinter.(Foto: I. Beechey-Newman og E. Eiser, Porelab)
De bittesmå partiklene svever og beveges av molekylene i væsken. Når væsken fordamper vil partiklene samles ved overflaten.
Etter hvert som dråpen skrumper inn, konsentreres partiklene og det dannes «fingre» som blir til labyrinter.
Akkurat disse eksperimentene er grunnforskning og ikke motivert av noen spesiell anvendelse ennå.
Tørkemønstre finnes mange steder i naturen
Annonse
– Men bare det å forstå slike overraskende, mønsterdannende prosesser og mekanismene som ligger under dem kan i seg selv motivere andre prosjekter som potensielt er mer anvendte, sier Flekkøy.
Han forteller at tørkemønstre finnes mange steder i naturen, som i elveleier, mudderbunner og ørkener.
Innen teknologi kan tørking av partikkelholdige strømmer finnes i malinger, saltproduksjon, farmasøytiske prosesser, skrivere og mer.
