När en jet träffar en tvålfilm

Om du någonsin har lekt med såpbubblor har du sett de komplexa flöden som kan uppstå på vätskeytorna och hur bubblor kan deformeras, droppa och till och med överleva att bli punkterade av små partiklar.

Idag frågar Geoffroy Kirstetter och kompisar vid Universite de Nice Sophia-Antipolis i Frankrike vad som händer när en vätskestråle träffar en såpfilm.

De här killarna använde en skål med diskmedel för att skapa en tvålfilm med en diameter på cirka 10 cm i en trådram. De pumpade sedan en ström av tvålvatten genom ett sub-millimeter munstycke för att skapa en stråle med en storlek och hastighet som de kunde variera. Till slut sköt de jetplanet mot filmen i olika vinklar för att se vad som händer.

Det visar sig att filmen är förvånansvärt robust. Oavsett dess hastighet, radie och infallsvinkel bryter strålen aldrig tvålfilmen, säger Kirstetter och co.

Men något annat händer istället: filmen böjer strålen i en mängd som beror på dess infallsvinkel. I själva verket fungerar filmen som en lins, och Kirstetter och co kan härleda en slags Snell-liknande lag för att beskriva denna typ av brytning.

De observerar också två andra fenomen. Bortom en viss vinkel fastnar strålen på filmens yta och vid de mest extrema vinklarna kan den studsa över ytan.

Det kan låta som lite mer än roligt, men det har en viktig potentiell tillämpning. Ett växande antal tekniker är beroende av bläckstråleutskrift, saker som publicering, 3D-utskrift och tillverkning av plastelektronik.

Hittills har fysiker haft mycket liten kontroll över riktningen av en vätskestråle efter att den har avfyrats. Det finns ingen tillförlitlig teknik för att styra en mikrojet in i ett medium så enkelt som luft, säger Kirstetter och co.

Det nya verket kan ändra på det. Det öppnar upp ett helt nytt sätt att styra mikrostrålarnas riktning med hjälp av tvålfilmer som fungerar som flytande linser.

Hur det kan tillämpas är naturligtvis en fråga för ingenjörerna, som kommer att fokusera på det praktiska i idén. En tvålfilm i din skrivare? Konstigare saker har hänt.

Ref: arxiv.org/abs/1203.0842 : Strålpåverkan på en tvålfilm

Dölj