[PWC-MEDIA] persbericht Universiteit Twente: Exploderende ijsdruppels

From: <w.r.vanderveen@xxxxxxxxxx>
To: <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
Date: Fri, 24 Feb 2017 08:43:32 +0000

Dit bericht, inclusief een video, staat ook op
https://www.utwente.nl/nieuws/!/2017/2/235102/exploderende-ijsdruppels?code=2fe034a0

Exploderende ijsdruppels

Een waterdruppel die 'van buitenaf' bevriest, laat een boeiende serie snelle
fysische verschijnselen zien voordat hij met geweld explodeert. Dit laten
onderzoekers van de Universiteit Twente zien in Physical Review Letters van 24
februari 2017. Hun publicatie is eruit gelicht als 'exceptional news'.
Een perfect bolvormige druppel water die van buitenaf bevriest, vormt eerst een
schil van ijs met de diameter van de druppel. Het ijs beweegt verder naar
binnen en brengt het resterende water 'in de problemen': dat wil ook nog
uitzetten, maar zit opgesloten in een harde schil. Uiteindelijk zal de druppel
met kracht exploderen in kleinere ijsdeeltjes, maar wat gebeurt er voorafgaand
aan de explosie?

[cid:image001.jpg@01D28E82.75C20D30]

Schilvorming
De UT-onderzoekers hebben een bolvormig druppeltje gemaakt door het water op
een hydrofoob oppervlak te plaatsen. In de vacuümkamer waarin het is geplaatst,
wordt de temperatuur via verdampingskoeling tot onder het vriespunt gebracht;
de druppel is 'supergekoeld' maar bevriest nog niet. De vorming van het eerste
ijskristal in de druppel wordt geforceerd door de vloeistof even 'aan te
tikken' met een tip van zilverjodide. Heel snel vormt zich een schil van ijs.
Die schil wordt, van buiten naar binnen, dikker. Uit videobeelden blijkt dat er
scheurtjes ontstaan in de schil, er ontstaat een piekvormig uitsteeksel, onder
het oppervlak cavities: holten met damp. Nadat al wat ijsschilfers zijn
afgeschoten, explodeert uiteindelijk de hele druppel in een aantal fragmenten
met snelheden van ongeveer 1,5 m/s (5,4 km/h).

Meteo
Het wiskundig model dat de onderzoekers opstelden om hun experimenten te
verklaren, laat onder meer zien dat de druppels wel groot genoeg moeten zijn
voor het optreden van de explosie. Druppels kleiner dan 50 micrometer laten dit
niet zien. Bij meteorologen is het bekend dat ook in de koude toppen van wolken
bevriezingsexplosies kunnen optreden. Dit verschijnsel speelt een rol in de
vorming van neerslag en de soms snelle overgang van een wolk met vloeibare
druppels naar een wolk van ijsdeeltjes.

'Dutch tears'
De experimenten lijken op de manier om versterkt glas te maken, al bekend uit
de 17de eeuw bij glasblazers in Nederland. Druppels gesmolten glas,
ondergedompeld in koud water, stollen van buiten naar binnen, waarbij ze een
schil van glas vormen rondom de kern van gesmolten glas. Stollend glas zet
echter niet uit maar krimpt; dat maakt de bolvorm zó sterk dat het glas zelfs
niet stuk te slaan is met een hamer.

Het onderzoek is uitgevoerd in de groep Physics of Fluids van prof Detlef
Lohse. De groep maakt deel uit van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van
de Universiteit Twente, en zal vanaf 3 maart 2017 ook deel uitmaken van het
nieuwe Max Planck - University of Twente Center for Complex Fluid Dynamics.

Het paper 'Fast Dynamics of Water Droplets Freezing from the Outside In', door
Sander Wildeman, Sebastian Sterl, Chao Sun en Detlef Lohse, staat in Physical
Review Letters<https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.118.084101>.

ir. Wiebe van der Veen, communicatieadviseur wetenschap/beleid, Universiteit
Twente, Marketing & Communicatie, gebouw Spiegel, Postbus 217, 7500 AE
Enschede, T 053 4894244 M 0612185692, www.utwente.nl<http://www.utwente.nl>
Twitter @WiebeRenze linkedin https://www.linkedin.com/in/wiebev/

[PWC-MEDIA] persbericht Universiteit Twente: Exploderende ijsdruppels

Other related posts: