Suyun aşındırıcı gücü bir tür paradokstur. Parmaklarınızın arasından yavaşça kayıp giden bir şey nasıl olur da dünyadaki en yıkıcı etkenlerden biri olabilir? Nasıl olur da dilinizin ucuna takılacak kadar nazik bir yağmur damlası aynı zamanda taşları oyabilir? Bu, görünüşte iyi huylu maddeye bu kadar aşındırıcı gücünü veren nedir?
ABD'deki Minnesota Twin Cities Üniversitesi'nde yürütülen, türünün ilk örneği kabul edilen bir makalede, sıvı damlacıkların sert yüzeyleri aşındırmasına yol açan gizli güç ortaya çıktı. Damlacıkların incelenmesi bilim dünyasında yeni değil. Bilim insanları, yağmur damlalarının yere çarpma biçiminden, aerosollerdeki patojenlerin bulaşmasına kadar uzun süredir onlarla ilgili her şeyden etkileniyor. Şimdiye kadarki çalışmalar yüksek hızlı kameralar kullanarak yapılan görsel analizlerle sınırlıydı.
Fakat şimdi, damlacıklara muhteşem güçlerini veren gizli etmenlerin doğrudan ölçülmesine izin veren yeni geliştirilmiş bir teknik açıklandı. “Yüksek hızlı stres mikroskobu” (high-speed stress microscopy) adı verilen yeni teknik, sıvı damlacıkları yüzeylere çarptığında altlarındaki kuvveti, stresi ve basıncı doğrudan ölçerek sıvı erozyonu olgusunu incelemek için daha niceliksel bir yol sağlıyor.
Araştırmacılar, bir damlacık tarafından uygulanan kuvvetin, damlacığın merkezinde yoğunlaşmak yerine, aslında damlanın çarpmasıyla birlikte yayıldığını ve damlacık yayılma hızının kısa sürelerde ses hızını aştığını ve yüzey boyunca bir şok dalgası oluşturduğunu keşfetti. Gözlemlere göre, her damlacık küçük bir bomba gibi davranıyor, çarpma enerjisini patlayıcı bir şekilde serbest bırakıyor ve zamanla yüzeyleri aşındırmak için gerekli gücü sağlıyor.Nature Communications'da yayınlanan bu araştırma, damlacıkların etkisini incelemek için yeni bir yol göstermenin yanı sıra, mühendislerin, dış mekân havalandırmasında kullanılan yapılar için daha erozyona dayanıklı yüzeyler tasarlamasına yardımcı olabilir. Minnesota Twin Cities Üniversitesi, farklı dokuların ve malzemelerin sıvı damlacıkların yarattığı kuvvet miktarını nasıl değiştirdiğini incelemek için bu araştırmayı genişletmeyi planlıyor. Örneğin, bir binanın boyalı yüzeyinin veya yüzeyleri korumak için kanatları kaplanan rüzgâr türbinleri, zamanla yağmur damlalarının çarpmasıyla hasara neden olabiliyor. Bilim insanlarına göre; bu yeni araştırmalar, damlacıkların kesme gerilimi miktarını azaltıp azaltamayacağımızı anlamamıza ve stresi azaltabilecek özel yüzeyler tasarlamamıza olanak sağlayacak.
- Jamie Priest, It flows through your fingers, but is one of the most destructive agents on Earth – what gives water its erosive power?, https://cosmosmagazine.com/science/physics/water-erosive-power/ (6 Nisan 2022)
- Sun, TP., Álvarez-Novoa, F., Andrade, K. et al. Stress distribution and surface shock wave of drop impact. Nat Commun 13, 1703 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-29345-x
Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.Destek Ol