Физики из Лихайского университета (США) объяснили механизм образования кофейных кругов. Посвященное этому исследование опубликовано в журнале Physical Review E, кратко о нем сообщает издание Gizmodo.
Образование кофейных колец связано с испарением жидкости и оседанием твердых частиц в дисперсной системе — среде, в которой одновременно присутствуют не смешивающиеся фазы веществ. Быстрее всего переход жидкости в пар происходит на краях такой структуры. Именно поэтому кофейные частицы имеют тенденцию оседать на краях чашки, тогда как в центре их почти не видно.
В проведенном исследовании ученые изучили формирования кофейных и подобных им колец методом молекулярной динамики. Для этого физики рассмотрели растекание суспензии (свинцовой капли со взвешенными в ней надисперсными частицами меди) по медной поверхности.
В диаметре частицы достигали 3 нанометров, а радиус капли — 42 нанометров. На поверхности раздела сред жидкость-твердое тело ученые наблюдали втягивание наночастиц в общее движение, приводящее к формированию кольца из наночастиц.
Такое поведение системы обусловлено, по мнению авторов, термодинамическими соображениями — стремлением достигнуть наиболее выгодную энергетическую конфигурацию.