Міжнародний колектив фізиків описав, як поводиться поверхня однієї рідини, якщо на неї помістити краплю іншої, але взаєморозчинної, рідини. Виявилося, що крапля спершу утворює на поверхні так звану «лінзу», а потім під дією ефекту Марангоні починає змішуватися з об'ємом вихідної рідини, викликаючи в ній стійкі завихрені течії. Автори припускають, що за допомогою описаного ефекту вдасться створити технологію очищення рідких повірностей, що виключає забруднення тими чи іншими нерозчинними домішками «миючого» засобу. Робота опублікована в .Ефект Марангоні - це течія, що виникає в рідині під дією перепаду поверхневого натягнення. Цей ефект відповідає за появу характерних «сліз» у келиху вина. Для розуміння фізики процесу можна уявити в якості аналогії перепад тиску повітря, наслідком якого є течія, які ми називаємо «вітер». Різниця з ефектом Марангоні лише в тому, що вітер дме з області високого тиску в область низького, а протягом Марангоні - навпаки, з області низького поверхневого натягнення в область високого. Якщо на поверхню води помістити краплю олії, поверхневе натягнення якої менше, ніж у води, то виникне течія Марангоні, через яку крапля швидко розтечеться. Але досі залишалося невідвіченим питання, що буде в аналогічній ситуації з краплею розчинною у воді рідини. Інтуїтивно здається, що крапля швидко розчиниться, але, оскільки цього не може статися миттєво, до повного розчинення буде спостерігатися той чи інший перебіг.
Автори нової роботи досліджували на поверхні води поведінку крапель ізопропанолу, так само як і кілька інших рідин, розчинних у ній. Вчених насамперед цікавила динаміка розтікання краплі, а також структура утворюваних течій і характерний час, протягом якого вони були стійкі. Для того, щоб візуалізувати рух рідини, вчені використовували метод велосиметрії частинок-трейсерів (particle tracking velocimetry, PTV). У їх ролі виступали полістирольні кульки діаметром в 100 мікрон. Через кілька десятків мілісекунд після контакту з поверхнею води крапля ізопропанолу набувала форму лінзи, радіус якої залежав від цілого ряду факторів: поверхневого натягнення рідин, обсягу краплі, щільності ізопропанолу і його коефіцієнта дифузії у воді. При цьому лінза зберігала свій радіус практично незмінним протягом декількох секунд, незважаючи на те, що з її країв йшло постійне вимивання ізопропанолу, що розчинявся у воді.
Оскільки поверхневе натягнення ізопропанолу менше, ніж у води, в системі виникали течії Марангоні, спрямовані від центру краплі до її країв. Автори теоретично оцінили швидкість такої течії і перевірили результати за допомогою прямих вимірювань. Виявилося, що швидкість розтікання була максимальною в тонкому шарі поблизу краю лінзи, а потім повільно спадала з відстанню від центру. Одночасно з цим у товщі води спостерігалися стійкі вихорові течії, які приносили нові порції рідини до краплі замість тих, що «витікали» під дією ефекту Марангоні. Автори досліджували описаний ефект для десятка різних рідин і їх комбінацій з поверхнево-активними речовинами. За результатами вчені дійшли висновку, що за допомогою правильно підібраної суміші течії Мараноні можуть ефективно очищати поверхню води. А за рахунок того, що «очищаюча» рідина повністю розчинна у воді, можна уникнути вторинних забруднень, які часто виникають через нерозчинні домішки. Новий метод очищення може стати в нагоді в тих умовах, де потрібен не тільки високий ступінь чистоти, а й делікатність підходу. Таке часто спостерігається в областях, суміжних з мікроелектронікою. Раніше вже були запропоновані схожі механізми очищення, але вже не рідких, а твердих поверхонь. Тоді течії так само викликалися перепадом, але не поверхневого натягнення, а концентрації ПАВ поблизу зарядженої стінки. Незвичайний ефект, який виникає в цьому випадку, називається дифузіоосмосом, і працює як м'яка «щітка» для делікатних компонентів.