Мы привыкли наблюдать за пузырьками, появляющимися на поверхности кипящей воды, но за этим простым физическим явлением скрыты сложные процессы. Именно они заинтересовали команду ученых из университета Киото (Япония), которая создала экспериментальную установку для точного управления микропузырями диаметром около 10 мкм.
Используя лазерное нагревание дегазированной воды, исследователи смогли точно регулировать расстояние между пузырьками и провоцировать их вибрацию на очень высоких частотах. Это позволило контролировать не только движение самих пузырей, но и создаваемые ими потоки жидкости. В ходе эксперимента ученые выяснили, что вибрации пузырей оказывают давление, которое влияет на соседние пузыри. Они синхронизируют свои колебания, и даже изменение расстояния между ними всего на 10 мкм меняет частоту вибрации более чем на 50%. Это открытие удивило научную команду, так как стабильность и воспроизводимость пузырьковых вибраций оказались выше ожидаемого.
«Мы разработали метод, который позволяет кардинально изменять потоки жидкости, просто двигая расположение пузырей», — рассказала ведущий автор исследования Кёко Намура. Полученные результаты могут найти применение в медицине и химии для ускорения анализа и повышения точности различных операций.
В будущем исследователи планируют расширить эксперимент, создав массивы из большего числа пузырей, чтобы изучить звуковые волны и потоки, которые они будут генерировать. Система, обнаруженная в Японии, может работать не только с водой, но и с водно-спиртовыми смесями, что делает ее универсальной для многих областей науки.
Ранее Наука Mail рассказывала, что молекулы могут вести себя, как пешеходы.
