Физики придумали способ борьбы с так называемым эффектом кофейных колец. Статья ученых появилась в журнале Nature, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе на сайте Университета Пенсильвании, сотрудники которого принимали участие в работе.

Эффект кофейных колец заключается в том, что при высыхании капли некоторой взвеси (например, кофе) частицы располагаются не равномерно по поверхности, которую занимала капля, а концентрируются к границам. Этот эффект учитывается, например, при создании струйных принтеров.

В рамках нового исследования ученые установили, что причины эффекта скрываются в форме частиц. Дело в том, что при высыхании капли площадь ее соприкосновения с поверхностью не уменьшается, а поверхность просто сплющивается. При этом сферические частицы (именно такую форму имеют частицы кофе) двигаются к границе капли.

Как оказалось, если частицы имеют, например, форму эллипсоида (в рамках работы ученые использовали микроскопические пластмассовые эллипсы в капле воды), то при движении они деформируют поверхность раздела воды и воздуха. Это, в свою очередь приводит к возникновению сильного взаимодействия между частицами и, как следствие, появлению «заторов». В результате частицы просто не добираются до границы и распределяются равномерно.

По словам ученых, их открытие должно найти применение в создании новых систем печати и покраски.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Peter J. Yunker, Tim Still, Matthew A. Lohr & A. G. Yodh Suppression of the coffee-ring effect by shape-dependent capillary interactions. – Nature 476. – 308–311. – (18 August 2011) doi:10.1038/nature10344; Published online 17 August 2011.