Perjantaipähkinä: Kuinka kauan tikkari kestää?

Julkaistu: 06.02.2015 / Markus Hotakainen

Noin tuhat lipaisua, mikäli tuoreeseen tutkimukseen on uskominen. New Yorkin yliopiston ja Floridan valtionyliopiston tutkijat ovat selvitelleet kappaleiden muodonmuutoksia ja aineen liukenemista veden vaikutuksesta. Ongelmana on ollut se, että virtaus vaikuttaa kappaleen pintakerroksen käyttäytymiseen ja toisaalta pinnan jatkuva muovautuminen vaikuttaa virtaukseen.

Varsinainen kysymyksenasettelu ei koskenut makeisten syömistä ja niiden riittävyyttä, vaan liittyi kemian- ja lääketeollisuuteen. Niissä kiinteän aineen liukeneminen nesteeseen on usein keskeinen tekijä ja siksi siihen vaikuttavat prosessit on hyvä tuntea mahdollisimman yksityiskohtaisesti.

Tutkijat upottivat laboratoriossa kovia karkkeja virtaavaan veteen ja kuvasivat niiden vähittäistä hiipumista. He huomasivat, että liuetessaan makeinen omaksuu tietyn muodon, joka sitten säilyy – toki kaiken aikaa kutistuen – kunnes karkki on kokonaan kadonnut.

Syntyvään muotoon ei vaikuttanut makeisen alkuperäinen muoto eikä myöskään veden virtausnopeus. Liukenemisvauhti kuitenkin kasvaa suhteessa veden virtausnopeuden neliöjuureen.

Karkkien liukeneminen kuvattiin ja kuvien pohjalta tehtyjen mittausten avulla voitiin laatia malli siitä, miten virtaus muotoilee ja kuluttaa liukenevaa kappaletta.

Nyt saatuja tuloksia voidaan soveltaa myös geologiassa. Eroosio tuottaa usein epätavallisia maastonmuotoja, jotka ovat mahdollisesti selitettävissä kehitetyn mallin avulla. Samalla tuli selvitetyksi, kuinka kauan tikkari kestää.

Tutkimuksesta kerrottiin Newswise-sivustolla ja se on julkaistu Journal of Fluid Mechanics -lehdessä (maksullinen) 26. tammikuuta.