«Эффект узо»: учёные открыли, как капли масла могут сопротивляться потоку и образовывать стабильные узоры

Исследователи из Технического университета Дармштадта (Германия) использовали так называемый «эффект узо» для создания масляных капель в лабораторном эксперименте. Это привело к новому открытию: такая капля может сопротивляться потоку жидкости и оставаться на месте или даже двигаться против течения.

Эффект узо знаком многим по популярным анисовым напиткам, таким как греческое узо, французский пастис или турецкая ракия. При разбавлении водой прозрачный напиток становится мутным. Это происходит потому, что анисовые масла хорошо растворяются в спирте, но не в воде. Добавление воды резко снижает концентрацию спирта, и масла образуют множество мелких взвешенных капель, создающих молочный вид.

Учёные воспроизвели этот эффект в микрофлюидном канале. «Сила, которая удерживает каплю на месте, возникает из-за разницы в поверхностном натяжении на её верхнем и нижнем концах», — объясняет Штеффен Биссвангер, докторант в области нано- и микрофлюидики и ведущий автор исследования.

Равновесие, заставляющее каплю как бы «парить», зависит от её размера, положения, скорости потока и типа жидкости в канале. «Феномен удержания капель на месте или даже их движения против потока ранее был неизвестен и теперь впервые задокументирован и объяснён», — говорит Биссвангер.

Результаты этого фундаментального исследования особенно важны для химической технологии и аналитической химии. Хотя эффект можно наблюдать только под микроскопом с высокоскоростной камерой, он может проявляться и в больших масштабах — например, в эмульсиях, где в воде распределены бесчисленные крошечные масляные капли.

«В такой системе наблюдаемый нами эффект может происходить миллиарды раз одновременно в одной ёмкости, что, например, приводит к образованию узоров», — говорит профессор Штеффен Хардт, соавтор работы. — «Это явление также можно было бы использовать для извлечения крошечных капель или пузырьков из жидкости для анализа».

Статья была предварительно опубликована в журнале Soft Matter. Полный выпуск ожидается в конце января, а авторы исследования удостоились особой чести — их работа украсит обложку номера.

Дополнительная информация: Steffen Bisswanger et al, Upstream motion of oil droplets in co-axial Ouzo flow due to Marangoni forces, Soft Matter (2026). DOI: 10.1039/d5sm00848d