Les scientifiques ont révélé les mécanismes moléculaires précis qui provoquent la combinaison de gouttes de liquide, dans une découverte qui pourrait avoir une gamme d'applications.

Des informations sur la fusion des gouttelettes pourraient aider à rendre les technologies d'impression 3D plus précises et pourraient aider à améliorer la prévision des orages et d'autres événements météorologiques, suggère l'étude.

Interactions simulées

Une équipe de chercheurs des universités d'Édimbourg et de Warwick a effectué des simulations moléculaires sur un superordinateur pour analyser les interactions entre les minuscules ondulations qui se forment à la surface des gouttelettes.

Ces ondulations – appelées ondes thermo-capillaires – sont trop petites pour être détectées à l'œil nu ou en utilisant les techniques expérimentales les plus avancées.

Les chercheurs ont découvert que ces minuscules vagues traversent l'espace entre les gouttelettes voisines et établissent le premier contact entre elles.

Une fois les gouttelettes touchées, les molécules liquides rapprochent les deux surfaces comme le zip d'une veste, dit l'équipe. Cela conduit à la fusion complète des gouttelettes.

Comportement liquide

L'étude de la dynamique de la fusion des gouttelettes pourrait aider à mieux comprendre les conditions qui provoquent la formation des gouttes de pluie dans le développement des nuages ​​d'orage, dit l'équipe.

L'équipe a utilisé l'ARCHER UK National Supercomputing Service - exploité par EPCC, l'installation de calcul haute performance de l'Université – pour exécuter leurs simulations.

Ceux-ci ont utilisé des milliers de processeurs pour modéliser les interactions entre près de cinq millions d'atomes.

La recherche, publié dans la revue Lettres d'examen physique , a été soutenu par le Conseil de recherches en génie et en sciences physiques.

« Nous avons maintenant une bonne compréhension de la façon dont les gouttelettes se combinent au niveau moléculaire. Ces informations, combiné avec les connaissances existantes, peut nous permettre de mieux comprendre la croissance et le développement des gouttes de pluie dans les orages, ou améliorer la qualité des technologies d'impression. La recherche pourrait également aider à la conception de systèmes de refroidissement liquide de nouvelle génération pour de nouveaux appareils électroniques haute puissance, " dit Sreehari Perumanath, École d'ingénieurs, Université d'Édimbourg.

« Le cadre théorique développé pour les ondes sur des gouttelettes à l'échelle nanométrique nous a permis de comprendre les données de simulation moléculaire remarquables d'Édimbourg. la nouvelle théorie nous permet de prédire le comportement de gouttelettes à plus grande échelle, qui sont trop gros pour que même ARCHER puisse les capturer, et permettre de nouvelles découvertes expérimentales, " dit le Dr James Sprittles, Institut de Mathématiques, Université de Warwick.