Vì sao khi khô, vết ố cà phê lại có màu “trong nhạt, ngoài đậm”?

Một hiện tượng siêu siêu quen thuộc, nhưng hỏi thật nhé: Bạn có biết vì sao vết ố cà phê trong nhạt ngoài đậm không?

Đánh đổ cà phê, rượu vang, nước ép... lên vải vóc, giấy tờ chắc chắn là điều không vui vẻ gì rồi. Nếu vết bẩn dính ra quần áo thì có thể phai mờ nhờ việc giặt tẩy, nhưng phai ra giấy thì chắc đành chịu chết.

Quan sát vết ố khi khô, bạn có thấy một điều đặc biệt rằng: phần rìa ngoài vết bẩn có màu đậm nét hơn hẳn so với bên trong không? Vì sao lại vậy nhỉ?

Vết ố cà phê trên giấy.

Phải đến năm 2012 các nhà khoa học mới có thể giải thích được cơ chế của hiện tượng này.

Đó là nhờ một lý thuyết hình thành vòng tròn cà phê (coffee ring), ra đời năm 1997 bởi một nhóm các nhà vật lý của Đại học Chicago.

Cơ chế thực tế của hiện tượng là như thế này: Các phần tử nước ở phần rìa ngoài vệt cà phê luôn bốc hơi nhanh hơn so với các phần tử bên trong.

Để tận dụng tốc độ bay hơi nhanh (hơn) của phần rìa, chất lỏng ở phần trung tâm sẽ chảy ra phía ngoài. Các phân tử chất rắn trôi nổi trong chất lỏng sẽ bị cuốn theo dòng chảy ra phía rìa ngoài, và khi vết ố tiếp tục khô, chúng bị chất đống tại phần rìa giống như cảnh tượng tuyết bị chất đống ở chân hàng rào vậy. Và đó chính là lời giải đáp cho hiện tượng này.

Phần tử nước ở phần rìa ngoài vệt cà phê luôn bốc hơi nhanh hơn so với các phần tử bên trong.

Các nhà nghiên cứu đang cố gắng để hạn chế hiệu ứng vòng cà phê bằng cách cân bằng nó với hiệu ứng căng bề mặt giúp tuần hoàn hạt trong quá trình khô.

Công trình của Đại học Pennsylvania đã chỉ ra rằng, các hạt có hình dạng bất thường có thể chống lại sự hình thành vòng bằng cách liên kết thành bè lớn.

Thế nhưng, không phải hiệu ứng này chỉ mang lại tác hại. Một số nghiên cứu đã chỉ ra, nó có thể được ứng dụng trong việc xếp các mảng hạt lên bề mặt một cách nhẹ nhàng, từ đó trở thành công cụ cho ngành sản xuất vi mô.

• Vết ố cà phê: Hiện tượng vật lý thú vị