[PWC-MEDIA] Persbericht Universiteit Twente - Spitsuur in een koffievlek

From: <j.c.p.bruysters@xxxxxxxxxx>
To: <j.c.p.bruysters@xxxxxxxxxx>
Date: Mon, 15 Aug 2011 10:08:14 +0200
Overgang van orde naar wanorde

Spitsuur in een koffievlek

 

In de ringvormige vlekken - 'koffievlekken' - die ontstaan als een vloeistof 
verdampt waarin deeltjes zijn opgelost, treedt een opmerkelijk effect op, dat 
nog niet eerder is waargenomen. Terwijl de deeltjes aan de buitenste rand van 
de ring keurig geordend zijn, is er aan de binnenkant sprake van grote wanorde. 
De deeltjes lijken zich daar in grote haast te hebben verzameld. Onderzoekers 
uit de Physics of Fluids groep van de Universiteit Twente verklaren dit 
fenomeen in Physical Review Letters op 15 augustus.

 

De bekende donkere rand die overblijft als een druppel koffie is verdampt, 
ontstaat doordat de in de vloeistof aanwezige deeltjes zich naar de rand van de 
druppel gaan begeven als de vloeistof verdampt. Dit 'coffee stain effect' is 
ook bekend van andere oplossingen met daarin deeltjes opgelost, de zg. 
colloïdale oplossingen. Toen de UT-onderzoekers de snelheid van de deeltjes in 
de oplossing gingen onderzoeken, ontdekten ze dat er méér gebeurt dan het 
geleidelijke proces van verdamping en vloeistoftransport.

 

Tetris

Aanvankelijk gebeurt er wat je eigenlijk verwacht: de druppel verdampt 
geleidelijk. Steeds als er vloeistof verdampt, herstelt zich het evenwicht in 
de resterende vloeistof en ontstaat een stroming naar de buitenste rand, de 
contactlijn van de druppel. De deeltjes bewegen dan nog erg langzaam en hebben 
alle tijd om zich keurig te ordenen langs de cirkel die de druppel begrenst. 
Gaandeweg resteert er steeds minder vloeistof en wordt de druppel 'lager'. Dit 
betekent dat een zelfde hoeveelheid vloeistof door een oppervlak moet bewegen 
dat steeds kleiner wordt, waardoor de vloeistofsnelheid sterk toeneemt. Op een 
kritisch moment ontstaat spitsuur: alle deeltjes willen met hoge snelheid naar 
de buitenkant. En dan ontstaat, in plaats van een keurige kristalstructuur, een 
wanordelijke stapeling van deeltjes: het lijkt op de 'tijdnoodfase' in het 
spelletje Tetris.

 

In die tijdnoodfase moet dezelfde hoeveelheid vloeistof door een oppervlak 
bewegen dat snel aan het verdwijnen is. De deeltjes hebben geen tijd meer om 
zich via de zg. Brownse beweging te ordenen in de kristalstructuur, maar worden 
naar de rand geforceerd. De onderzoekers laten zien dat de overgang van orde 
naar wanorde nauwkeurig is uit te rekenen. Dit is bijvoorbeeld van belang als 
nieuwe kristalstructuren via verdamping worden gevormd uit colloïdale 
oplossingen.

 

Het onderzoek is uitgevoerd in de vakgroep Physics of Fluids van prof. Detlef 
Lohse. De groep maakt deel uit van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van 
de Universiteit Twente

 

Video van het effect staat hier 
<http://www.youtube.com/watch?v=Bnku2078kG0&feature=channel_video_title> 

 

De publicatie 'Order-to-disorder transition in ring-shaped colloidal stains' 
van Álvaro Marín, Hanneke Gelderblom, Detlef Lohse en Jacco Snoeijer verschijnt 
in Physical Review Letters, op 15 augustus in de online editie.

 

Contactpersoon voor de pers: Wiebe van der Veen 
<mailto:w.r.vanderveen@xxxxxxxxxx> , tel (053)4894244 of Joost Bruysters 
<mailto:j.c.p.bruysters@xxxxxxxxxx> , tel (053)4892733
[PWC-MEDIA] Persbericht Universiteit Twente - Spitsuur in een koffievlek

Other related posts:
