Name: Kỹ thuật tạo giọt và sự hình thành của chúng trong máy in phun mực thương mại (The Engineering of Droplets and their Formation in a Commercial Inkjet Printer)
Uploaded: 2026-03-29T07:14:01.000Z
Duration: 5 min 52 s
Description: Thousands of YouTube videos with English-Chinese subtitles! Now you can learn to understand native speakers, expand your vocabulary, and improve your pronunciation...

These toys dazzle with a color, and the patterns formed.

Những món đồ chơi này lấp lánh với màu sắc và các họa tiết được tạo ra.

To create their beautiful displays, all rely on the formation of droplets.

Để tạo ra những màn trình diễn đẹp mắt này, tất cả đều dựa vào sự hình thành của các giọt.

Droplets, especially controlling the size of droplets, is of enormous technological importance: the mist from an asthma inhaler, the paint sprayed on cars, or the fuel entering the cylinder of a car's engine.

Các giọt, đặc biệt là việc kiểm soát kích thước của chúng, có tầm quan trọng công nghệ to lớn: sương mù từ ống hít hen suyễn, sơn phun lên ô tô, hoặc nhiên liệu đi vào hình trụ trong động cơ xe hơi.

To understand how engineers control drop size, let's start with this toy, which shows the essentials of drop formation.

Để hiểu cách các kỹ sư kiểm soát kích thước giọt, chúng ta hãy bắt đầu với món đồ chơi này, nó thể hiện những điều cốt yếu của sự hình thành giọt.

In it, a narrow stream of liquid called a jet flows from the opening, and

Trong đó, một dòng chất lỏng hẹp gọi là jet chảy ra từ lỗ mở,

it becomes circular as it flows toward the bottom of the toy.

và nó trở nên tròn khi chảy xuống đáy đồ chơi.

As you can see here, the droplets are typically the same size.

Như bạn có thể thấy ở đây, các giọt thường có cùng kích thước.

This toy motivates the key scientific question: why does a droplet form at all?

Món đồ chơi này đặt ra câu hỏi khoa học then chốt: tại sao giọt lại hình thành?

Why doesn't a jet go on forever without breaking up?

Tại sao một jet không chảy mãi mà không bị vỡ ra?

To answer that question, I've put a small hole in this cup, and

Để trả lời câu hỏi đó, tôi đã tạo một lỗ nhỏ trên chiếc cốc này,

we'll fill it with a 50/50 mixture by volume of water and glycerol dyed green.

và chúng ta sẽ đổ đầy nó bằng hỗn hợp nước và glycerol theo tỷ lệ 50/50 theo thể tích, có pha màu xanh lá cây.

Glycerol is highly viscous, meaning informally that it's a thick liquid, so it will slow the flow and the formation of drops.

Glycerol rất nhớt, nghĩa là nó là một chất lỏng đặc, nên nó sẽ làm chậm dòng chảy và sự hình thành các giọt.

Bạn thấy một jet chảy ra mượt mà,

as it travels further from the cup, the stream gets fuzzy, which you can see better in close-up.

nhưng khi nó di chuyển ra xa cốc, dòng chảy trở nên mờ ảo, bạn có thể thấy rõ hơn khi phóng to.

Hãy làm chậm lại để xem điều gì xảy ra.

You see the smooth jet at the top, then as the stream descends, droplets forming the fuzziness earlier.

Bạn thấy jet mượt mà ở trên, sau đó khi dòng chảy đi xuống, các giọt hình thành sự mờ ảo sớm hơn.

Notice that just as the liquid exits, it forms a uniform cylinder, but

Lưu ý rằng ngay khi chất lỏng chảy ra, nó tạo thành một hình trụ đồng nhất,

as it descends, the cylinder's sides wobble, which increases in intensity so that bulges form and disappear until this instability, this wobble, slices the jet into drops.

nhưng khi nó đi xuống, các cạnh của hình trụ rung lắc, điều này tăng cường độ để các chỗ phình ra hình thành và biến mất cho đến khi sự bất ổn định này, sự rung lắc này, cắt jet thành các giọt.

The instability is caused by a liquid's tendency to minimize its surface area, a tendency toward the most thermodynamically stable state.

Sự bất ổn định là do xu hướng của chất lỏng nhằm giảm thiểu diện tích bề mặt của nó, một xu hướng hướng tới trạng thái cân bằng nhiệt động lực học nhất.

For this jetting liquid, that would be a sphere rather than a cylinder.

Đối với chất lỏng đang chảy này, đó sẽ là một hình cầu thay vì một hình trụ.

The surface area-to-volume ratio of a sphere is double that of an optimized cylinder with the same radius.

Tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích của hình cầu gấp đôi hình trụ tối ưu hóa có cùng bán kính.

Sự bất ổn định hình thành nhanh chóng.

Hãy nhìn vào chất lỏng chảy ra khỏi cốc.

I said it was uniform, but you can now see that the wobbling begins soon after exiting.

Tôi đã nói nó đồng nhất, nhưng giờ bạn có thể thấy rằng sự rung lắc bắt đầu ngay sau khi chảy ra.

The flickering is that wobble, seen better if I zoom in and add guidelines.

Sự nhấp nháy chính là sự rung lắc đó, nhìn rõ hơn nếu tôi phóng to và thêm các đường kẻ.

Why, though, doesn't the cylindrical jet immediately become a sphere?

Tuy nhiên, tại sao jet hình trụ không ngay lập tức trở thành hình cầu?

That's because the minimization of the surface area competes with another tendency: inertia.

Đó là vì việc giảm thiểu diện tích bề mặt cạnh tranh với một xu hướng khác: quán tính.

To see that, look at one of the bulges that forms and disappears.

Để thấy điều đó, hãy nhìn vào một trong những chỗ phình ra hình thành và biến mất.

These are, of course, failed attempts by the liquid to form a sphere.

Tất nhiên, đây là những nỗ lực thất bại của chất lỏng để tạo thành hình cầu.

Notice what must happen for a sphere, a droplet, to form.

Hãy chú ý xem điều gì phải xảy ra để hình thành một hình cầu, một giọt.

Some liquid must travel in the opposite direction of the stream's flow.

Một ít chất lỏng phải di chuyển ngược chiều với dòng chảy.

But this flow is opposed by inertia, as defined by Newton's first law.

Nhưng dòng chảy này bị cản trở bởi quán tính, như định nghĩa trong định luật I Newton.

Một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, và

an object in motion stays in motion with the same speed and in the same direction unless acted on by an unbalanced force.

một vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động với cùng tốc độ và cùng hướng trừ khi có lực tác động.

So the flowing liquid keeps moving downward, pulled by gravity, until the minimization of surface area forces some liquid to move up by creating these bulges.

Vì vậy, chất lỏng chảy tiếp tục di chuyển xuống dưới, bị kéo bởi trọng lực, cho đến khi việc giảm thiểu diện tích bề mặt buộc một phần chất lỏng phải di chuyển lên trên bằng cách tạo ra những chỗ phình ra này.

Upward flow occurs because at the ends of the bulge, where the stream is constricted, the pressure is higher than in the middle, so liquid flows toward the middle.

Dòng chảy lên trên xảy ra vì ở hai đầu chỗ phình ra, nơi dòng chảy bị thắt lại, áp suất cao hơn ở giữa, nên chất lỏng chảy về phía giữa.

Although these bulges are large here, recall that wobbling near the top.

Mặc dù những chỗ phình ra này lớn ở đây, hãy nhớ lại sự rung lắc gần đỉnh.

Each wobble moves a bit of liquid up, increasing as the stream descends, until eventually, as we see at the bottom of the stream, the surface area wins and droplets form.

Mỗi lần rung lắc di chuyển một ít chất lỏng lên trên, tăng dần khi dòng chảy đi xuống, cho đến cuối cùng, như chúng ta thấy ở cuối dòng chảy, diện tích bề mặt chiếm ưu thế và các giọt hình thành.

The wobble observed at the top of the stream suggests how engineers can create precisely sized drops.

Sự rung lắc quan sát được ở đỉnh dòng chảy gợi ý cách các kỹ sư có thể tạo ra các giọt có kích thước chính xác.

To create a stream with uniform drops that appear immediately, we need to vibrate the stream at a frequency near that of the wobble.

Để tạo ra một dòng chảy với các giọt đồng nhất xuất hiện ngay lập tức, chúng ta cần rung dòng chảy ở tần số gần với tần số rung lắc.

Notice that the drops form near the bottom of the screen.

Lưu ý rằng các giọt hình thành gần cuối màn hình.

Gần cốc, không có giọt nào hình thành.

But if I repeatedly tap the side of the cup, drops form soon after the stream exits the cup.

Nhưng nếu tôi gõ liên tục vào thành cốc, các giọt sẽ hình thành ngay sau khi dòng chảy thoát ra khỏi cốc.

Here's a clever engineering application of this method to produce drops.

Đây là một ứng dụng kỹ thuật thông minh của phương pháp này để tạo ra các giọt.

It's the inkjet printers used to code packaging.

Đó là máy in phun được sử dụng để in mã trên bao bì.

On the bottom of this almond can is a sell-by date.

Ở đáy lon hạnh nhân này là ngày bán.

Under the cap of the soda, a code used, perhaps in a contest.

Dưới nắp chai nước ngọt, một mã được sử dụng, có lẽ trong một cuộc thi.

Và trên chai nước tẩy rửa này, một số sê-ri.

These codes were printed by industrial-strength inkjet printers that throw ink up to an inch as products move by at speeds up to 2,000 feet per minute.

Những mã này được in bằng máy in phun công nghiệp có khả năng phun mực lên tới 2,5 cm khi sản phẩm di chuyển với tốc độ 610 mét mỗi phút.

These industrial printers, known as continuous inkjets or CIJs, create precision droplets using tapping to break a jet into droplets.

Những máy in công nghiệp này, được gọi là máy in phun liên tục hay CIJ, tạo ra các giọt mực chính xác bằng cách dùng lực rung để chia dòng mực thành các giọt.

Ink from a reservoir is pumped through a nozzle.

Mực từ bình chứa được bơm qua một vòi phun.

The nozzle sprays a jet of ink onto a surface, a box, or a container.

Vòi phun phun ra một dòng mực lên bề mặt, hộp hoặc vật chứa.

The jet's so powerful that the printer can print in any direction, from the top as I showed earlier, or horizontally as shown here.

Dòng mực mạnh đến mức máy in có thể in theo bất kỳ hướng nào, từ trên xuống như tôi đã chỉ trước đó, hoặc theo chiều ngang như ở đây.

The letters or images created are composed of dots of ink.

Các chữ cái hoặc hình ảnh được tạo ra bao gồm các chấm mực.

To generate these droplets, an oscillator plate, a piezoelectric crystal, vibrates the nozzle.

Để tạo ra những giọt mực này, một tấm rung, một tinh thể áp điện, làm rung vòi phun.

This is akin to tapping the cup to break a jet into droplets.

Điều này giống như gõ vào cốc để chia dòng mực thành các giọt.

I've shown the stream breaking into uniform droplets, but in practice, some small droplets called satellites also form.

Tôi đã cho thấy dòng mực chia thành các giọt đồng đều, nhưng trên thực tế, một số giọt nhỏ gọi là giọt vệ tinh cũng hình thành.

To select the right-sized droplets, the droplets are charged by electrodes and passed through high-voltage plates.

Để chọn kích thước giọt phù hợp, các giọt được tích điện bởi các điện cực và đi qua các tấm điện áp cao.

The larger droplets are more highly charged, so deflect more than the smaller droplets.

Những giọt lớn hơn mang điện tích cao hơn, nên bị lệch nhiều hơn các giọt nhỏ.

These satellites are collected and recycled into the ink supply.

Những giọt vệ tinh này được thu gom và tái chế vào nguồn mực.

Các giọt dừng và bắt đầu theo yêu cầu.

And to create the letters, some printers move the nozzle, others change the voltage to redirect the stream, and

Và để tạo ra các chữ cái, một số máy in di chuyển vòi phun, số khác thay đổi điện áp để chuyển hướng dòng mực,

và một số máy in có nhiều vòi phun.

These commercial inkjet printers are only one example of the technological importance of creating precisely sized droplets.

Những máy in phun mực thương mại này chỉ là một ví dụ về tầm quan trọng công nghệ của việc tạo ra các giọt có kích thước chính xác.

But it illustrates how old technological applications that use droplets rely on the minimization of surface area as the driving force to form a droplet.

Nhưng nó minh họa cách các ứng dụng công nghệ cũ sử dụng các giọt mực dựa vào việc giảm thiểu diện tích bề mặt làm động lực để hình thành một giọt.

Kỹ thuật tạo giọt và sự hình thành của chúng trong máy in phun mực thương mại (The Engineering of Droplets and their Formation in a Commercial Inkjet Printer)