تا به حال دقت کردین چرا قطره آب در حال سقوط به شکل کروی می شود؟
این گروه مولکولهایی که مانند آهنرباهایی کوچک محکم به سوی هم کشیده میشوند، به صورت کوچکترین سطح ممکن در یک حجم هندسی یعنی به شکل یک کره در میآیندبه رغم شکل اشک مانندی که برای قطرات باران متصور میشویم،یعنی راسی تیز و انتهایی گرد، این قطرات به شکل کره نزدیکترند.در واقع، قطرات ریزی که از ابرها فرود میآید کروی شکل است؛ولی به دلیل کشش سطحی آب و اصطکاک قطرات باران با هوا،بسته به سرعت سقوط کف قطرات قدری صاف میشودکه این اثر، هرقدر قطره بزرگتر باشد؛ بیشتر است.اگر شکل قطرات باران کروی نبود، رنگینکمان هرگزبه شکل کمان زیبایی که میبینیم؛ ظاهر نمیشد.در دنباله قطره ها هر مولکول آب تحت اثر دیگر مولکول ها قرار می گیرد.در آستانه جدا شدن یک قطره از دنباله قطره ها نیروی گرانش (وزن قطره)بر نیروی جاذبه بین مولکول ها دنباله قطره ها برابر میشودسپس با غلبه نیروی گرانش بر جاذبه بین مولکولی، قطره ای از دنباله جدا خواهد شد.درون قطره آب هر مولکول از همه جهت ربوده می شود اما در مرزها اینطور نیست و نیروی ربایش در سوی دیگر مرز کمتر است.به مولکول های روی سطح مایع نیروی خالصی به سمت درون قطره وارد میشودکه باعث فشرده شدن قطره میشود، این نیرو علاوه بر اینکه قطره را از حالت کروی خارج میکنددر قسمت فوقانی موجی نیز ایجاد می کند.در نهایت این نیرو با مقاومت قطره در برابر فشرده شدن خنثی می شود، از همین رو سطح قطره مانند ورقه ای پلاستیک عمل میکندو سطح مایع (قطره) را کم میکند.از آنجایی که کره کمترین مساحت را در بین اجرام هم حجم خود دارا میباشد،قطره به شکل کره در می آید.
یا تا به حال به این موضوع فکر کردهاید ؟
که چرا قطرات بسیار کوچک شبنم که روی گلبرگهای گل رز ایجاد میشوند،حتی با وارونه کردن شاخههای گل هم نمیافتند؟این معمایی است قدیمی که سالیان طولانی ذهن بسیاری از دانشمندان و محققان را به خود مشغول کرده بود، اما بتازگی محققان به یافتههای جدیدی در این زمینه دست یافته و آن را درخصوص دیگر مواد مصنوعی مورد بررسی و آزمایش قرار دادهاندقطرات شبنم تشکیل شده روی بسیاری از برگها و گلها با کوچکترین لرزش یاارتعاشی به زمین میافتند و به این ترتیب سطح برگها را از حشرات بسیارریز و ذرات گرد و غبار پاک میکنند.بسیاری از زیستشناسان بر این باورندکه این فرآیند طبیعی نقش مهمی در پاکسازی سطح برگهاو گلبرگها از آلایندهها دارد.محققان دریافتهاند اگرچه گلبرگهای رز از ویژگیهای ساختاری مشابه بادیگر انواع گلها برخوردار هستند،اما در میان سنبلههای گیاه آبراههای نسبتا پهنی با شیب ملایم وجود داردکه عاری از هرگونه پوشش مومی در سطح است.این سنبلهها، ساختار کروی شکلی را در قطرات شبنم تشکیل شده درسطح گلبرگها به وجود میآورند اما آبی که به آبراههای میان سنبلههانفوذ میکند، سبب ایجاد چسبندگی در سطح شده ومانع از حرکت قطرات شبنم به اطراف و حتی افتادن آنها میشود.
آنها برای استفاده از این ویژگی در مواد مصنوعی مقداری پلیوینیل الکل رادر سطح گلبرگهای رز قرار دادند و پس از گذشت زمان کوتاهی پوشش پلاستیکی بسیار نازکی را که در سطح گلبرگها ایجاد شده بود جدا کردند.این غشای نازک پلاستیکی نیز از همان ویژگیهای ساختاری گلهای رزبرخوردار شده بود و میتوانست حتی در صورت وارونه شدن نیز قطرات کوچکی به قطر ۵و۳ میلیمتر را در سطح خود نگاه دارد. بنابراین به نظرمیرسد در ایجاد چسبندگی در مواد مختلف،ویژگیهای فیزیکی سطح در مقایسه با ویژگیهای شیمیایی آن اهمیت بیشتری دارد.دانشمندان بر این باورند که چسبندگی سطح گلبرگهای رزنقش مهمی در درخشش قطرات آب در معرض نور خورشید و به دام انداختن حشرات گردهافشان دارد.استفاده از این ویژگی در ساخت تراشههای آزمایشگاهی میتواندبسیاری از موانع و مشکلات موجود را ازمیان بردارد.
