Investigadores de la Universidad de Tokio han demostrado que en la separación de fases en líquidos, como se ve cuando el aceite y el agua se separan, se produce como resultado del movimiento ordenado de las gotas. Inicialmente, se forma una gran cantidad de pequeñas gotas que luego crecenen gotas más grandes gruesas, y dicho engrosamiento de las gotas se produce como resultado del movimiento regular de las pequeñas gotas. Esto es contrario a la creencia convencional de más de 30 años de que el movimiento aleatorio y la colisión y coalescencia de las gotas resultantes son responsables de la faseseparación.
La separación de fases es un fenómeno universal que se puede observar en muchas situaciones comunes, como cuando el aceite y el agua en un aderezo para ensalada se separan después de haber sido bien sacudidos. Se sabe que el mecanismo por el cual crecen las gotas depende de la relación de volumenentre los dos líquidos. En particular, para una relación de volumen intermedia entre los dos líquidos, ni extremadamente grande ni extremadamente pequeña, se sabe que el engrosamiento se produce por colisión y coalescencia de gotas.
El profesor Hajime Tanaka y su compañero posdoctoral Ryotaro Shimizu en el Instituto de Ciencia Industrial utilizaron simulaciones para mostrar que la colisión y coalescencia de líquidos, que se creía durante mucho tiempo, era impulsada por el movimiento térmico aleatorio de las gotas brownianas. Al contrario de esto,El grupo de investigación ha demostrado que, de hecho, está impulsado por el movimiento regular de las gotas debido a las diferencias de concentración locales que surgen como resultado de las diferencias en el tamaño de la gota. Específicamente, cuando una gota grande está cerca de una gota pequeña, se acercan entre sí, mientras quelas gotas de igual tamaño se separan. Este mecanismo puede entenderse como una consecuencia del acoplamiento dinámico entre la difusión de concentración y el flujo de fluido.
Este hallazgo indica que el transporte puede deberse a difusión, flujo o una combinación de los dos, pero siempre tiene lugar de dominios más pequeños a más grandes: el engrosamiento de dominio obedece a la regla de que "grande siempre gana sobre pequeño". Esto también tieneimplicaciones sobre cómo evolucionan los sistemas en los procesos de no equilibrio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :