Mokslininkai paaiškino kavos dėmių fiziką

Kavos dėmės gali atrodyti kasdieniškas dalykas, tačiau iš tiesų tai – įdomi fizikos keistenybė, rašo LiveScience.com.

Tačiau mokslininkai galiausiai nustatė suktybę, keičiančią mūsų supratimą apie tai, kaip šios dėmės susiformuoja. Pasirodo, kad skysčiai, tokie kaip kava, kurie sudaryti iš rutulio formos dalelių, džiūsta kitaip nei skysčiai iš labiau pailgų dalelių, teigia tyrėjai.

Kavos atveju, kiekviena dalelė, ar molekulių grupė, yra maždaug mikrometro (milijoninės metro dalies) pločio, taigi maždaug 10 tūkst. kartų didesnė nei atskiros kavos molekulės.
Kavos lašeliui džiūstant, skystis sparčiau garuoja plonesniuose lašelio kraštuose. Viduryje esantis skystis tuomet teka kraštų link, kad juos vėl pripildytų, kartu nusinešdamas ir jame įstrigusias kietąsias daleles. Kai vanduo išgaruoja, jos lieka aplink lašo kraštus susidarančiame žiede. Taigi lašo kraštuose susiformuoja tamsus ratilas, o dėmės centras labiau peršviečiamas.

Tyrėjai manė, kad panašiai elgsis pailgos, o ne apvalios dalelės. Jų nuostabai paaiškėjo, kad pailgos dalelės sudaro daug stipresnes grupes nei apvalios. Šis sulipimas neleidžia skysčiui tekėti iš lašo centro į kraštus, taigi lašui džiūstant kietieji kūnai pasiskirsto tolygiau, o susidaranti dėmė neturi žiedo.

„Manau, žmones stebina tai, kad pakeitus tik dalelės formą ir nekeičiant chemijos, galime šio efekto išvengti“, – teigė tyrimui vadovavęs Peteris Yunkeris, Pensilvanijos universiteto studentas.

Šis atradimas gali sudominti ne tik fizikų bendruomenę.

„Daugybėje kasdieninių objektų yra daugybė paprastos fizikos. Be to, daugybė šios elementarios fizikos dalykų yra pritaikomi praktiškai“, – kalbėjo P. Yunkeris.

Pavyzdžiui, su kavos dėmių susidarymo paaiškinimas galėtų padėti dažų ir rašalų kūrėjams, kuriems kartais labai sunku pasiekti, kad be papildomų kietų tirpiklių jų gaminiai džiūtų tolygiai.

„Mums tikrai įdomu suprasti, ką galime padaryti, kad išvengtume kavos žiedo efekto“, – sakė P. Yunkeris.

„Rašalinių spausdintuvų kasečių rašalas kainuoja daugiau nei prabangus šampanas. Jei pavyktų bent maža dalimi sumažinti rašale esančių kietų dalelių kiekį, kaina potencialiai galėtų sumažėti labai smarkiai“, – aiškino jis.

Mokslininkų tyrimų rezultatai skelbiami žurnale „Nature “.