تحويل القطرات الدائريّة إلى مربّعة

تقلل قطرة ماء موجودة على سطح ما من طاقة هذا السطح عن طريق اتخاذها لشكل دائري. تساءل رافاييل شولمان وكاري دالنوكي-فيريس من جامعة ماكماستر في كندا عما إذا كان هذا الأمر ينطبق على قطرة تقع بين شريطين مطاطيين رقيقين.
هل ستشكل هذه القطرة فقاعة مستديرة أم ستتخذ شكلًا آخر؟
وجد الثنائي بعد سلسلة من التجارب أن القطرة يمكنها بالفعل اتخاذ شكل غير دائري كالمربع مثلًا حسب كمية الجهد في الشريطين.
يصف دالنوكي فيريس النتائج بأنها “متناقضة” و”مثيرة للإهتمام” مشيرًا إلى أن التجارب جاءت نتيجة فضول الباحثين دون رغبة حقيقيّة في عمل تطبيقات على أرض الواقع. أراد دالنوكي-فيريس معرفة ما إذا كان يمكنه استخدام مثل هذه النقاط كعدسة صغيرة ذات خصائص بصرية قابلة للتعديل.
وضع دالنوكي-فيريس و شولمان قطرة مكوّنة من 30 – 300 ميكرومتر من الجليسيرول أو غليكول بولي ايثيلين على شريط مرن مثبت على ركيزة السيليكون. قام الباحثون بوضع شريط مرن آخر على طول اتجاهين متعامدين وخفضه باتجاه القطرة. تحوّلت القطرة المستديرة إلى شكل فطيرة عندما كان الجهد في الشريط العلوي متساويًا في جميع الاتجاهات. اتخذت القطرة شكلًا بيضاويًا عندما كان جهد الشريط في أحد الإتجاهات أكبر من الآخر. اتخذت القطرة شكلًا مربعًا عندما قام الباحثون بوضع الأشرطة العلوية والسفلية في اتجاهات متعامدة.
قام الثنائي بمراقبة الخصائص المحورية لأشرطة القطرات باستخدام الليزر. وجد الباحثون أن القطرات المسطحة ذات أطوال بؤرية أكبر. يختلف شكل البقعة البؤري أيضًا بحيث تنتج القطرات المربعة شكلًا عرضيًّا وتنتج القطرات البيضاوية شكلًا خطيًّا.