sakola desa

Cairan kopi sebetulnya hampir seluruhnya terdiri dari air. Hanya di dalam air tersebut telah terkandung larutan butir-butir kopi yang sangat kecil. Pada temperatur ruang di sekitar kita, molekul-molekul air dalam gelas bergerak secara acak, dan gerakan ini membuat butir-butir kopi selalu terhantam-hantam oleh molekul air yang mengelilinginya. Karena itu, jika dilihat di bawah mikroskop, maka butir-butir kopi akan terlihat bagaikan menari liar tak beraturan. Saat kita menumpahkan cairan kopi keluar gelas, maka sekelompok butir-butir kopi juga akan ikut tertuang keluar.

Penguapan (dan Pengembunan) Air yang Kontinu

Berlawanan dengan kesalahpahaman yang umum ditemui, penguapan air dapat terjadi tanpa menunggu air mendidih terlebih dulu. Artinya, jika setetes air tertumpah dan kita biarkan begitu saja, maka setelah beberapa saat akan mengering dengan sendirinya. Bagaimana bisa?

Dalam tetesan air ini, molekul-molekul air juga menjalankan gerakan acaknya, persis seperti gerakan molekul-molekul air dalam larutan kopi yang kita nikmati. Jika sebuah molekul air kebetulan sedang berada dekat permukaan tumpahan tetesan kita, maka gerakan acaknya dapat mendorong molekul tersebut keluar dari genangan dan bergabung dengan udara di atasnya; dengan kata lain, molekul ini dikatakan menguap. Namun kadang, karena terdorong oleh gerakan acak yang sama, molekul air yang telah menguap tersebut kembali menumbuk genangan air di bawahnya untuk mengembun dan bergabung ke dalam genangan tumpahan. Proses ini berulang secara kontinu.

Aliran Air di dalam Tumpahan

Mari kembali ke tumpahan kopi kita. Ternyata, laju proses pengembunan di tumpahan kopi ini tidak merata. Di tepian tumpahan, proses pengembunan sangat jarang terjadi karena terhalang oleh permukaan meja di sekitar tumpahan. Akibatnya, penguapan di bagian tepian tumpahan menjadi jauh lebih lancar daripada proses penguapan di bagian tengah

tumpahan.

Sebagai efek berikutnya, molekul-molekul air yang banyak "menghilang" menguap dari tepian tumpahan akan menarik molekul-molekul air dari bagian tengah tumpahan. Alhasil, sebuah aliran air yang rapih pun terbentuk di dalam tumpahan: aliran tersebut selalu mengalir dari bagian tengah menuju ke bagian tepian. Saat mengikuti aliran ini, molekul-molekul air menyeret serta butir-butir kopi hingga ke tepian tumpahan. Seretan yang terus menerus inilah yang akhirnya menyebabkan butir-butir kopi menjadi terkumpul di tepian tumpahan. Karena paduan antara aliran air ini (dari bagian tengah ke tepian tumpahan) dan proses penguapan (yang lancar terjadi di tepian tumpahan), maka perlahan-lahan tepian tumpahan akan menyurut ke tengah sambil terus menyusun rangkaian pola lingkaran gelap yang teratur. Pola ini lazim disebut sebagai "cincin kopi", karena memang warna gelapnya ditimbulkan oleh timbunan butir kopi yang terkumpul di sana.

Ragam Aplikasinya

Dengan mengamati pola "cincin kopi", ilmuwan dapat mempelajari berbagai kemungkinan aliran air yang bisa terbentuk dalam sebuah tetesan air yang menguap. Fenomena aliran ini dikategorikan sebagai fenomena mikrofluida, yaitu dinamika aliran fluida di skala sepersejuta meter.

Sementara itu, bagi para praktisi di kalangan industri, fenomena ini pun tidak kalah pentingnya. Jika aliran di dalam tetesan air tadi dapat dikendalikan dengan baik, maka kemampuan ini dapat diterapkan dalam banyak hal. Misalnya, teknik pencetakan yang menggunakan ink-jet dapat disempurnakan agar gambar yang dihasilkan menjadi lebih tajam. Atau, metode penyemprotan pestisida di atas permukaan daun, atau penyemprotan cat di atas permukaan mobil, dapat diperbaiki agar hasil semprotannya dapat tersebar dengan baik merata. Di skala yang lebih rumit lagi, aliran mikrofluida ini bahkan dapat digunakan sebagai alternatif murah-meriah untuk menyusun partikel-partikel berukuran sepersemiliar meter menjadi beragam piranti nanoteknologi.

sumber: www.netsains.com