‘นักโต้คลื่น Marangoni’ ขับเคลื่อนตัวเองด้วยความเร็วสูง

'นักโต้คลื่น Marangoni' ขับเคลื่อนตัวเองด้วยความเร็วสูง

“นักโต้คลื่น ” สามารถควบคุมการไล่ระดับความตึงผิวที่ส่วนต่อประสานของของไหลเพื่อขับเคลื่อนตัวเองให้มีความเร็วสูงสุด นักวิจัยในสวิตเซอร์แลนด์ เยอรมนี และสหราชอาณาจักรค้นพบ ทีมงานที่นำ ได้แสดงผลดังกล่าวโดยการส่องไฟทรงกลม ด้วยเลเซอร์ชนิดพิเศษ ทำให้พวกเขาทำความเร็วได้สูงถึง 10,000 เท่าของความยาวต่อวินาที อนุภาคแอคทีฟมีความสามารถเฉพาะตัวในการแปลงพลังงาน

จากสภาพแวดล้อม

โดยรอบเป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง ซึ่งเป็นพฤติกรรมที่เกิดขึ้นได้ผ่านความไม่สมมาตรที่สร้างขึ้นในรูปทรงหรือองค์ประกอบ เนื่องจากความเรียบง่าย อนุภาคที่เรียกว่า จึงเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการทดลองเหล่านี้ เหล่านี้คือซิลิกาไมโครบีดส์ที่ด้านหนึ่งเปลือยเปล่า และอีกด้านเคลือบด้วยทองคำ 

กลไกหนึ่งที่สามารถขับเคลื่อนอนุภาคคือการให้ความร้อนแบบไม่สมมาตรของพื้นผิวทั้งสองโดยแหล่งกำเนิดแสง โดยที่ด้านทองคำจะดูดซับความร้อนมากกว่าซิลิกา การไล่ระดับอุณหภูมิที่เกิดขึ้นรอบๆ อนุภาคจะขับเคลื่อนอนุภาคในเส้นทางตรง ด้วยตัวของมันเอง กลไกนี้ไม่มีประสิทธิภาพมากนัก 

ขับเคลื่อนอนุภาคให้มีความเร็วเพียงไม่กี่เท่าของความยาวลำตัวต่อวินาที ในการศึกษาของพวกเขา ทีมพยายามเพิ่มประสิทธิภาพนี้โดยเชื่อมโยงการไล่ระดับสีตามอุณหภูมิเข้ากับการไล่ระดับความตึงผิวในของไหลโดยรอบ พวกเขาทำสิ่งนี้ได้โดยการวางตำแหน่งทรงกลม

ที่ส่วนต่อประสานน้ำมันกับน้ำที่เรียบ จากนั้นให้แสงด้วยลำแสงเลเซอร์รูปทรงพิเศษที่ทรงพลัง การไล่ระดับความตึงผิวความไม่สมมาตรของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นโดยรอบอนุภาคทำให้แรงตึงผิวลดลงที่ส่วนต่อประสานระหว่างน้ำมันกับน้ำในด้านทองที่อุ่นกว่า ทำให้เกิด ซึ่งการไหลจะเกิดขึ้นตามการไล่ระดับ

ความตึงผิวของส่วนต่อประสานของไหล จากนั้น ก็สามารถ “โต้คลื่น” ไปตามกระแสที่เกิดขึ้นในทิศทางของการไล่ระดับความตึงผิวที่พวกเขาสร้างขึ้นเอง เมื่อตื่นขึ้น และเพื่อนร่วมงานพบว่าทรงกลม ออกจากพื้นที่ซึ่งความเข้มข้นของโมเลกุลลดแรงตึงผิวที่ลดแรงตึงผิวหมดลง สิ่งนี้สร้างการไล่ระดับความตึงผิว

ที่สอง

ซึ่งกระทำในทิศทางตรงกันข้ามกับครั้งแรก ทำให้มีข้อจำกัดในการเคลื่อนที่ ดังนั้นความเร็วโดยรวมของทรงกลมจึงเกิดขึ้นจากความสมดุลระหว่างองค์ประกอบทั้งสองนี้ได้อย่างง่ายดายโดยการเปลี่ยนกำลังของเลเซอร์หรือความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสาน ความเร็วที่แสดงให้เห็นนั้น

ครอบคลุมสี่ลำดับความสำคัญ: จากไมครอนไปจนถึงหลายเซนติเมตร ประมาณ 10,000 เท่าของความยาวลำตัวทรงกลม  ต่อวินาที สิ่งนี้แสดงถึงความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างมากของอนุภาคซึ่งขับเคลื่อนตัวเองไปตามการไล่ระดับอุณหภูมิเพียงอย่างเดียวการค้นพบของทีมนำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่

ในนิวเม็กซิโก กล้องโทรทรรศน์มีขอบเขตการมองเห็นที่กว้างผิดปกติและเป็นหนึ่งในกล้องดิจิทัลที่ทันสมัยที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา กล้องประกอบด้วยอุปกรณ์ชาร์จคู่ (CCD) 30 ชิ้น แต่ละชิ้นประกอบด้วยองค์ประกอบภาพสี่ล้านชิ้น การสังเกตการณ์หนึ่งคืนจะสร้างข้อมูลได้มากถึง 200 กิกะไบต์บนเทปหนึ่งโหล 

นักดาราศาสตร์บันทึกข้อมูลสามมิติโดยการติดตั้งแผ่นอะลูมิเนียมที่มีรูเล็กๆ 640 รูเข้ากับระนาบโฟกัสของกล้องโทรทรรศน์ รูเหล่านี้ระบุตำแหน่งของวัตถุที่กล้องโทรทรรศน์สังเกตได้ แสงที่ลอดผ่านรูจะถูกรวบรวมด้วยใยแก้วนำแสงและส่งไปยังสเปกโตรกราฟซึ่งจะวิเคราะห์เรดชิฟต์และด้วยเหตุนี้

ระยะทางถึงวัตถุเกี่ยวกับระบบที่มีไดนามิกห่างไกลจากสมดุลทางความร้อน จากการวิจัยเพิ่มเติม พวกมันสามารถนำไปสู่วิธีการใหม่ในการจัดการสสารที่เคลื่อนไหว ซึ่งกลุ่มอนุภาคแขวนลอยจำนวนมากจะยืมพลังงานจากสภาพแวดล้อมโดยรอบเพื่อขับเคลื่อนตัวเองและออกแรงเชิงกล

ในปี พ.ศ. 2480 เครื่องบินที่ใหญ่ที่สุดที่เคยบินได้ ฮิ นเดนเบิร์ก เกิดระเบิดเป็นเปลวไฟขณะพยายามลงจอดที่รัฐนิวเจอร์ซีย์ในสหรัฐอเมริกา การระเบิดคร่าชีวิตผู้คนไป 37 ศพและทำให้การพัฒนาเรือบินกลับมาอีกหลายทศวรรษ การสืบสวนทั้งในสหรัฐอเมริกาและเยอรมนีพบว่าการระเบิดเกิดจากการสะสม

ของประจุ

ไฟฟ้าสถิตซึ่งทำให้ไฮโดรเจนภายในเรือเหาะติดไฟ อย่างไรก็ตาม ในสัปดาห์หน้า นักวิจัยชาวอเมริกัน 2 คนจะนำเสนอหลักฐานที่งานสัมมนาในตุรกีว่าวัสดุที่ใช้เคลือบผิวหนังของเรือเหาะทำให้เกิดการระเบิด นอกจากนี้ พวกเขายังเชื่อว่าบริษัท Zeppelin ผู้สร้างเรือเหาะทราบสาเหตุที่แท้จริง

ที่ปรึกษาอิสระ ได้รวบรวมหลักฐานว่าไฮโดรเจนไม่สามารถทำให้เกิดการระเบิดได้ ภาพจากภาพยนตร์และผู้เห็นเหตุการณ์อธิบายถึงเปลวไฟสีเหลืองสว่างที่ลุกไหม้ลงด้านล่าง แต่ไฮโดรเจนจะเผาไหม้ในทิศทางที่สูงขึ้นด้วยเปลวไฟที่ไม่มีสีเท่านั้น เรือบินที่เติมฮีเลียมหลายลำก็ชนกันและดูเหมือนจะไหม้

ในลักษณะเดียวกัน หลักฐานชิ้นที่สองมาจากการวิเคราะห์ทางเคมีของผ้าที่ใช้ปิดโครงเครื่องบิน ค้นพบสารเคลือบหลุมร่องฟันที่ใช้กับผ้าฝ้าย ซึ่งเป็นส่วนผสมของไอรอนออกไซด์ เซลลูโลสอะซิเตต และผงอะลูมิเนียม เป็นสารไวไฟอย่างยิ่ง “ส่วนผสมทั้งหมดอาจทำหน้าที่เป็นจรวดขับดันที่น่ายกย่อง 

ในที่สุด, การออกแบบที่ใช้ติดฝ้ายกับโครงเครื่องบินไม่มีกลไกป้องกันการก่อตัวของประจุไฟฟ้าสถิต พวกเขาเชื่อว่าเมื่อผิวหนังหลุดออกในที่สุด มันจะส่งกระแสน้ำผ่านผิวหนังตรงไปยังโครง ทำให้สารเคลือบหลุมร่องฟันติดไฟบนเนื้อผ้าของการตก แต่โทษไฮโดรเจนว่าเป็นเหตุผลทางการเมือง

ซึ่งกำลังก่อสร้างในช่วงเวลาที่เกิดภัยพิบัติ จู่ๆ ก็มีการปรับเปลี่ยนหลายครั้งเพื่อลดความเสี่ยงที่เกิดจากเนื้อผ้า ซึ่งรวมถึงการเติมผ้าด้วยสารกันไฟและใช้ทองแดงแทนอะลูมิเนียมในการเคลือบหลุมร่องฟันเพื่อป้องกันการสะสมของไฟฟ้าสถิตย์ นักวิจัยยังได้ค้นพบจดหมาย

credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์