تنها تعداد کمی از ما پس از اتمام قهوه خود به الگوهای خاص ته نشینی آن در فنجان خود توجه می کنیم. پیش از این ، فیزیکدان ها در این باره به یافته هایی دست پیدا کرده بودند که نشان می داد که ذرات قهوه در نزدیکی لبه قطرات مایع در حال تبخیر ته نشین می شوند. این موضوع به پویایی گروهی خاصی بازمی گردد که مابین دانه های آسیاب شده قهوه وجود دارند و در حین تبخیر شدن مایع در طول خطوط ارتباطی بین قهوه مایع و بستر فنجان به چشم می خورند.
دانشمندان دریافتند که هنگامی که جریان تبخیر در سطح ضعیفی قرار دارد، انباشت ریز ذرات می توانند متوقف شوند. در این شرایط است که روند دفع داخلی ذرات در مقیاس بزرگ تر، اهمیت پیدا می کند.
این نوع از پویایی در فرایند مدیریت تولید ریز تراشه نیز به کار گرفته می شود. با این وجود تا به امروز دلیل و توضیح نحوه وقوع چنین فرایند تبخیری چندان مورد توجه قرار نگرفته بود. با این حال دانشمندان مرکز تحقیقاتی دانشگاه گرانادای اسپانیا به سرپرستی دیگو نوگرا مارین کشف کرده اند که روند ته نشین شدن ذرات ممکن است توسط تعامل داخلی بین فرایند تبخیر شدن به واسطه انتقال گرمایی و همچنین موردی دیگر یعنی انتشار جمعی ریز ذرات معلق (که پیش از این کشف شده بوده است) کنترل شوند.
نتایج به دست آمده توسط این دانشمندان تحت عنوان مقاله ای با نام خیس شدن و تبخیر شدن: فیزیک و شکل گیری الگو، منتشر شده است که در این تحقیق دانشمندان سعی در مطالعه این داشته اند که چرا فرایند ته نشین شدن منجر به رسیدن به خطوط ارتباطی بین ماده در حال تبخیر و لایه های موجود در بستر می شود.
بر خلاف مطالعات پیشین انجام شده که بر روی نحوه تبخیر یک قطره مستقل تمرکز داشته اند، در این مطالعه فرایند تبخیر پایدار، به حرکت خطوط ارتباطی (در مقیاس میکروسکوپی) بین ماده در حال تبخیر و لایه بستر وابسته نیست (این امر در حقیقت موجب شکل گیری بازمانده های نهایی روند تبخیر می شود.) این امر موجب شده است تا دانشمندان بتوانند در طول تمامی فرایند انجام این کار با استفاده از این رویکرد تمرکز خود را بر روی ذرات موجود در آزمایش، در حدی یکسان نگاه دارند.
دانشمندان دریافتند که هنگامی که جریان تبخیر در سطح ضعیفی قرار دارد، انباشت ریز ذرات می توانند متوقف شوند. در این شرایط است که روند دفع داخلی ذرات در مقیاس بزرگ تر، اهمیت پیدا می کند. نتیجه این امر این است که جا به جایی ذرات به صورت عمده توسط انتشار از طریق جا به جایی مدیریت خواهد شد.
در پایان لازم به یادآوری است که این نوع جریان تنها به شرایط تمرکز بر روی ذرات و شیب بین خطوط ارتباطی و تکه های ناشی از تجمع ریز ذرات که در مایع در حال تبخیر به چشم می خورد، مربوط خواهد بود و به همین دلیل در شرایط دیگر نمی توان از این نوع بررسی و برداشت بهره برد. شایان ذکر است که نتایج حاصل از این تحقیقات در مجله فیزیک اروپایی به چاپ رسیده است.
منبع: phys
ترجمه: آناهیتا عیوض خانی
No tags for this post.