Un estudio realizado por investigadores de KAIST reveló que un chorro de gas ionizado que sopla sobre el agua, también conocido como 'chorro de plasma', produce una interacción más estable con la superficie del agua en comparación con un chorro de gas neutro. Este hallazgo se informó en la edición del 1 de abril.de Naturaleza ayudará a mejorar la comprensión científica de las interacciones plasma-líquido y sus aplicaciones prácticas en una amplia gama de campos industriales en los que se utiliza la tecnología de control de fluidos, incluida la ingeniería biomédica, la producción química y la ingeniería agrícola y alimentaria.
Los chorros de gas pueden crear depresiones en forma de hoyuelos en las superficies líquidas, y este fenómeno es familiar para cualquiera que haya visto la cavidad producida al soplar aire a través de una pajita directamente sobre una taza de jugo. A medida que aumenta la velocidad del chorro de gas, ella cavidad se vuelve inestable y comienza a burbujear y a salpicar.
"Comprender las propiedades físicas de las interacciones entre gases y líquidos es fundamental para muchos procesos naturales e industriales, como el viento que sopla sobre la superficie del océano o los métodos de fabricación de acero que implican soplar oxígeno sobre la superficie del hierro fundido", explicóEl profesor Wonho Choe, físico de KAIST y autor correspondiente del estudio.
Sin embargo, a pesar de su importancia científica y práctica, se sabe poco sobre cómo se deforman y desestabilizan las cavidades de líquido soplado por gas.
En este estudio, un grupo de físicos de KAIST dirigido por el profesor Choe y los colaboradores del equipo de la Universidad Nacional de Chonbuk en Corea y el Instituto Jo? Ef Stefan en Eslovenia investigaron lo que sucede cuando un chorro de gas ionizado, también conocido como 'chorro de plasma', se sopla sobre el agua. Se crea un chorro de plasma aplicando alto voltaje a una boquilla a medida que el gas fluye a través de ella, lo que hace que el gas se ionice débilmente y adquiera partículas cargadas que se muevan libremente.
El equipo de investigación utilizó una técnica óptica combinada con imágenes de alta velocidad para observar los perfiles de las cavidades de la superficie del agua creadas por chorros de gas de helio neutro y chorros de gas de helio débilmente ionizado. También desarrollaron un modelo computacional para explicar matemáticamente los mecanismos detrás desu descubrimiento experimental.
Los investigadores demostraron por primera vez que un chorro de gas ionizado tiene un efecto estabilizador en la superficie del agua. Descubrieron que ciertas fuerzas ejercidas por el chorro de plasma hacen que la cavidad de la superficie del agua sea más estable, lo que significa que hay menos burbujas y salpicaduras en comparación conla cavidad creada por un chorro de gas neutro.
Específicamente, el estudio mostró que el chorro de plasma consiste en ondas pulsadas de ionización de gas que se propagan a lo largo de la superficie del agua, las llamadas 'balas de plasma' que ejercen más fuerza que un chorro de gas neutro, haciendo que la cavidad sea más profunda sin desestabilizarse.
"Esta es la primera vez que se informa sobre este fenómeno, y nuestro grupo considera que esto es un paso crítico hacia adelante en nuestra comprensión de cómo los chorros de plasma interactúan con las superficies líquidas. A continuación, planeamos expandir este hallazgo a través de más estudios de casos que involucrendiversas características de plasma y líquido ", dijo el profesor Choe.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :