พื้นผิวเปียกได้ไง? ไขข้อข้องใจด้วยเลข

รูปภาพของ wantida

  พื้นผิวเปียกได้ไง? ไขข้อข้องใจด้วยเลข

ความสัมพันธ์ระหว่างหยดน้ำและรูปร่างของพื้นผิว วมไปถึงอากาศโดยรอบมีผลต่อการเปียก ซึ่งเข้าใจกระบวนการเหล่านี้ได้ด้วยสูตรทางคณิตศาสตร์

ไซน์เดลี - ศาสตราจารย์คณิตศาสตร์อังกฤษไขปริศนา "เปียกได้ไง?" ด้วยสูตรคณิตศาสตร์ เผยเปียกเพราะความสัมพันธ์ระหว่างฟิล์มของเหลวหรือหยดน้ำกับรูปร่างพื้นผิวที่ของเหลวกระทบ ซึ่งความเข้าใจนี้มีความสำคัญต่อการศึกษาเรื่องจำนวน อุตสาหกรรมเคมีและศาสตร์ใหม่ๆ ด้านนาโนเทคโนโลยี
       
       ที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์เคยนำสูตรทางคณิตศาสตร์ซึ่งอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างของเหลวและพื้นผิวที่ถูกทำให้เปียก แต่สูตรต่างๆ เหล่านั้นไม่สามารถอธิบายในสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ทดลองได้ ทั้งยังมีความซับซ้อนและเฉพาะทางมากขึ้น

       
       ล่าสุด ศ.แอนดรูว พาร์รี (Prof.Andrew Parry) จากภาควิชาคณิตศาสตร์เชิงฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยอิมพีเรียล คอลเลจ ลอนดอน (Imperial College London) ได้คิดค้นและทดสอบวิธีใหม่ที่ใช้อธิบายกระบวนการเปียก โดยเขาได้คำนวณความผันผวนในระหว่างหยดของเหลวและพื้นผิวที่สัมผัสของเหลว รวมถึงอากาศที่อยู่เหนือบริเวณนั้น ซึ่งตัวแปรหลังนั้นไม่เคยรวมอยู่ในสูตรทางคณิตศาสตร์ก่อนหน้านี้เลย และเขาได้รายงานการศึกษาใหม่นี้ในวารสารวิชาการฟิสิคัล รีวิว เลตเตอร์ส (Physical Review Letters)
       
       "การอธิบายก่อนหน้านี้ได้ละเลยหรือบิดเบือนอันตรกริยาของตัวแปรเหล่านี้และทำให้ขัดแย้งกับผลการทดลองและการจำลองทางคอมพิวเตอร์ ส่วนสมการใหม่นี้ได้อธิบายปัญหาที่คาใจทั้งหมดในรูปแบบที่สละสลวยอย่างยิ่ง" ศ.พาร์รีผู้ศึกษาเรื่องนี้มาเป็นเวลา 4 ปีกล่าว
       
       การศึกษาเกี่ยวกับการเปียกนี้พุ่งเป้าไปยังกระบวนการที่ของเหลวทำให้พื้นผิวเปียกอย่างสมบูรณ์ อย่างกรณีน้ำหนึ่งแก้วถุกรินลงพื้นผิวของแก้ว เป็นต้น แต่อย่างไรก็ดีตามปกติของเหลวไม่ทำให้พื้นผิวเปียกอย่างสมบูรณ์อยู่แล้ว และหยดน้ำก็สามารถก่อตัวขึ้นบนพื้นผิว อย่างกรณีที่เทน้ำลงบนพื้นที่เคลือบมัน เป็นต้น
       

ทฤษฎีการเปียกนำไปประยุกต์ใช้กับนาโนเทคโนโลยี หรือการผลิตวัสดุที่เกี่ยวข้องกับหยดน้ำ (ภาพจากอิมพีเรียลคอลเลจ)


       นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าหากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นหยดน้ำก็จะค่อยๆ แบนลงจนในที่สุดพื้นผิวนั้นก็เปียก ซึ่งเป็นตัวอย่างการเปลี่ยนเฟส แต่ที่จริงแล้วความเข้าใจในการเปลี่ยนไปสู่การเปียกอย่างสมบูรณ์นั้นได้รับการถกเถียงจากนักฟิสิกส์มาเป็นเวลาได้ 25 ปีแล้ว
       
       ทั้งนี้ความเข้าใจในการเปียกเป็นกุญแจสำคัญในการประยุกต์หลายๆ ด้าน ไล่ตั้งแต่การค้นหาน้ำมัน วิธีทำให้ยาฆ่าแมลงจะสะสมอยู่ที่ผิวใบไม้ไปจนถึงกระบวนการพิมพ์หมึกอิงค์เจ็ท (inkjet printing

สร้างโดย: 
wantida

มหาวิทยาลัยศรีปทุม ผู้ใหญ่ใจดี
 

 ช่วยด้วยครับ
นักเรียนที่สร้างบล็อก กรุณาอย่า
คัดลอกข้อมูลจากเว็บอื่นทั้งหมด
ควรนำมาจากหลายๆ เว็บ แล้ววิเคราะห์ สังเคราะห์ และเขียนขึ้นใหม่
หากคัดลอกทั้งหมด จะถูกดำเนินคดี
ตามกฎหมายจากเจ้าของลิขสิทธิ์
มีโทษทั้งจำคุกและปรับในอัตราสูง

ช่วยกันนะครับ 
ไทยกู๊ดวิวจะได้อยู่นานๆ 
ไม่ถูกปิดเสียก่อน

ขอขอบคุณในความร่วมมือครับ

อ่านรายละเอียด

ด่วน...... ขณะนี้
พระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2558 
มีผลบังคับใช้แล้ว 
ขอให้นักเรียนและคุณครูที่ใช้งาน
เว็บ thaigoodview ในการส่งการบ้าน
ระมัดระวังการละเมิดลิขสิทธิ์ด้วย
อ่านรายละเอียดที่นี่ครับ

 

สมาชิกที่ออนไลน์

ขณะนี้มี สมาชิก 0 คน และ ผู้เยี่ยมชม 41 คน กำลังออนไลน์