นักวิทยาศาสตร์จาก มหาวิทยาลัยบราวน์ ในรัฐ โรดไอแลนด์ ของสหรัฐอเมริกาได้เปิดเผยมิติทางวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจเกี่ยวกับเวลาที่ใช้ในการรอหยดสุดท้ายของนมและน้ำมันเมื่อใช้ในครัวทำอาหาร การศึกษาได้ตีพิมพ์ในวารสาร ฟิสิกส์ของของเหลว โดยมุ่งเน้นไปที่การประเมินเวลาที่จำเป็นในการรวบรวมของเหลวที่เหลืออยู่ในขวด นักวิจัย ดร. โทมัส ดอตา ได้แบ่งปันประสบการณ์ส่วนตัวเกี่ยวกับการรินนมและน้ำมันจากขั้นตอนการทำอาหารกับคุณยายของเขา ซึ่งเป็นแรงบันดาลใจให้เขาเข้าไปสำรวจปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์นี้.
ไมโครฟลูอิดิคส์และพลศาสตร์ของเหลว
การรอหยดสุดท้ายของของเหลวอาจดูเป็นเรื่องง่าย แต่จริงๆ แล้วต้องเข้าใจพลศาสตร์ของเหลวอย่างลึกซึ้ง ดอตา เริ่มทำการทดลองร่วมกับ ศาสตราจารย์จี ทัง ซึ่งมักจะมุ่งเน้นการศึกษา ชีวฟิสิกส์ของแบคทีเรีย ในการทดลองเพื่อวัดเวลาที่ใช้ในการเทของเหลว โดยการวัดเวลาที่ใช้ในการเทของเหลว นักวิจัยได้ทำการทดลองเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง คือ ของเหลวที่มีความหนืดต่ำ เช่น นม ใช้เวลาประมาณ 30 วินาที ในการรวบรวม 90% ในขณะที่น้ำมันมะกอกซึ่งมีความหนืดสูงกว่านั้นต้องใช้เวลาประมาณ เกือบ 9 นาที ในการรวบรวมของเหลวทั้งหมด ขณะที่น้ำเชื่อมเมเปิ้ลเย็นต้องใช้เวลาหลายชั่วโมง.
วิธีการวิจัยและการทดลอง
ในการสรุปผลวิจัย นักวิจัยใช้ สมการนาวี-สโตกส์ ซึ่งใช้วัดการเคลื่อนไหวของของเหลวและก๊าซ โดยการทดลองบนแผ่นผิวที่เอียงทำให้สามารถประมวลผลเวลาได้อย่างแม่นยำและตรวจสอบปริมาณของเหลวที่เหลืออยู่ สำหรับปัญหาการรวบรวมของเหลวในกระทะ ดอตา ได้ใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อคำนวณเวลาที่เหมาะสมสำหรับการรอ.
ในระหว่างการทดลอง ทัง และ ดอตา พบว่าเวลาดังกล่าวที่ต้องใช้ในการรวบรวม 90% ของน้ำที่เหลืออยู่มีมากกว่าที่เคยคาดไว้ โดยใช้เวลา 20 นาที การค้นพบนี้นำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับปัญหาประจำวันที่ดูเหมือนจะง่าย แต่เผยให้เห็นถึงซับซ้อนทางฟิสิกส์ที่สามารถมีผลกระทบต่อชีวิตประจำวันของเรา.
ความสำคัญต่อภูมิภาคและผู้ใช้งาน
การค้นคว้านี้ไม่ได้เป็นเพียงการศึกษาในห้องทดลอง แต่ยังสามารถสร้างผลกระทบต่ออุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะอุตสาหกรรมอาหารที่เกี่ยวข้องกับการจัดการของเหลวและกระบวนการผลิต อนาคตของการวิจัยนี้ อาจช่วยให้การผลิตในโรงงานมีประสิทธิภาพมากขึ้น รวมถึงการพัฒนากระบวนการที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากยิ่งขึ้น.
การศึกษานี้เป็นตัวอย่างที่ดีของการเชื่อมโยงระหว่างวิทยาศาสตร์กับการใช้ชีวิตประจำวัน ซึ่งช่วยให้ผู้คนตระหนักถึงความสำคัญของฟิสิกส์ในชีวิตประจำวัน อาจจะช่วยปรับปรุงวิธีที่เราไปเกี่ยวข้องกับของเหลวในวิธีที่ไม่เคยคิดมาก่อนอีกด้วย.