Οι φυσικοί ανακαλύπτουν γιατί οι σταγόνες ξήρανσης υγρών κρυστάλλων αφήνουν ασυνήθιστα «δαχτυλίδια καφέ»
Οι δακτυλιοειδείς λεκέδες σχηματίζονται λόγω της συσσώρευσης σωματιδίων καφέ στην άκρη της πτώσης καθώς το νερό εξατμίζεται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια νερού στην άκρη της πτώσης εξατμίζονται ταχύτερα από αυτά του κέντρου, δημιουργώντας μια ροή υγρού προς την άκρη. Τα σωματίδια καφέ στη συνέχεια μεταφέρονται μαζί με αυτή τη ροή και συσσωρεύονται στην άκρη της πτώσης.
Στην περίπτωση των υγρών κρυστάλλων, τα οποία είναι υλικά που εμφανίζουν τόσο υγρές όσο και κρυσταλλικές ιδιότητες, το φαινόμενο του καφέ δακτυλίου είναι ακόμη πιο έντονη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι υγροί κρύσταλλοι έχουν την τάση να ευθυγραμμίζονται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, η οποία μπορεί να δημιουργήσει ακόμη πιο έντονα μοτίβα ροής.
Οι φυσικοί IISC, με επικεφαλής τον καθηγητή Saptarshi Basu, μελέτησαν το φαινόμενο καφέ δακτυλίου σε υγρούς κρυστάλλους χρησιμοποιώντας μια ποικιλία τεχνικών, συμπεριλαμβανομένης της οπτικής μικροσκοπίας και της συμβολομετρίας. Διαπίστωσαν ότι το μέγεθος και το σχήμα των δαχτυλιδιών καφέ εξαρτάται από τη συγκέντρωση υγρών κρυστάλλων στην πτώση, καθώς και από τη θερμοκρασία και την υγρασία του περιβάλλοντος περιβάλλοντος.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι οι δακτύλιοι καφέ θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία μοτίβων στις επιφάνειες. Με τον προσεκτικό έλεγχο των συνθηκών εξάτμισης, ήταν σε θέση να δημιουργήσουν δαχτυλίδια καφέ με διαφορετικά μεγέθη και σχήματα. Αυτό θα μπορούσε να έχει πιθανές εφαρμογές στους τομείς της οπτικής και της επιστήμης των υλικών.
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physical Review Letters, παρέχει νέες ιδέες για τη φυσική των σταγονιδίων ξήρανσης και θα μπορούσε να έχει πιθανές εφαρμογές στους τομείς της επιστήμης των οπτικών και των υλικών.
