قطرة مطاطية: كيف يرتد السائل المرن بالكامل ✛ ✎

الأصل: "Balloon regime: Drop elasticity leads to complete rebound"
arXiv:2502.10081 · 2025-02-14 · arXiv non-exclusive · تحليل مستقل · 1 دقيقة
القطرة المرنة عند ارتطامها بسطح فائق الطرد للماء تتمدد على شكل ذيل، مثل شريط مطاطي، ثم تنتفخ على شكل كرة وترتد بالكامل.

قطرة ماء مع إضافة بوليمرات مرنة تسقط على سطح طارد للماء مثل ورقة اللوتس. عند الارتطام، ينضغط السائل في التجاويف المجهرية، مكونًا ذيلًا رفيعًا - مثل شريط مطاطي مشدود. ثم تجعل المرونة الذيل ينكمش للخلف، لكن القصور الذاتي والجاذبية، اللذان وصفهما نيوتن، يمدانه بقوة أكبر. في النهاية، ينتفخ طرف الذيل على شكل كرة، وترتد القطرة بأكملها، مثل شريط مطاطي أُفلِت. تم تصوير هذه العملية باستخدام الفوتومتري - وهي تقنية فائقة الحساسية تلتقط أدق التغيرات الضوئية.

مرونة القطرة تعمل كحبل أمان: حتى لو تمدد الذيل عشرات المرات، فإنه لا يتمزق، بل يتجمع من جديد.

بتغيير تضاريس السطح - حجم نتوءاته وانخفاضاته - يمكن التحكم في شكل الذيل والارتداد. المفارقة أن هذه المخالفات، التي يُفترض أن تمسك بالسائل، هي التي تجعله يرتد. سيفيد هذا الاكتشاف في النوافذ ذاتية التنظيف، والملابس الطاردة للماء، والطباعة النافثة للحبر الدقيقة - حيث ستصيب قطرات الحبر الهدف بدقة.

تظل ورقة اللوتس جافة بفضل النتوءات المجهرية المغطاة بطبقة شمعية - وهذا هو تأثير اللوتس. يقلد العلماء هذه البنى لصنع طلاءات فائقة الطرد للماء.

القطرة المرنة تشبه المعدن السائل T-1000 من فيلم 'تيرميناتور 2': فهو أيضًا قادر على تغيير شكله واستعادة هيئته دون تمزقات.

العلماء
ArchimedesDaniel BernoulliLeonhard Euler
المفاهيم
مرونة توتر سطحي تشوه مزلق سحب regime shift قص قوة الصدم اللدونة تشتت مرن عدم استقرار جينس صلابة سائل اللزوجة انعكاسية سقوط حر مادة لينة قوة التواء استرخاء