Эффект, знакомый практически всем, можно наблюдать при испарении воды. В процессе высыхания края капель, находящихся на какой-нибудь ровной поверхности, «прикрепляются» к ней, и сокращение объёма жидкости сопровождается уменьшением не радиуса, а высоты капель. Вследствие этого жидкость движется от их центров к краям, увлекая за собой взвешенные в ней частицы; когда испарение заканчивается, на поверхности остаётся то самое «кофейное кольцо» — круговое скопление частиц.

Вышесказанное справедливо для сферических частиц, которые не слишком сильно деформируют поверхность раздела между жидкостью и воздухом и свободно продвигаются к краям капель. «Если же частицы сделать эллипсоидальными, поверхность раздела должна становиться неровной, что стимулирует капиллярные взаимодействия между ними», — говорит один из авторов работы Питер Юнкер (Peter Yunker). Тогда эллипсоиды, вынесенные к границе раздела воды и воздуха при испарении, образуют неплотные скопления, создадут «заторы», препятствующие движению других частиц, и равномерно распределятся по площади, занятой каплей.

Описанную теоретическую схему учёные проверили в экспериментах с обычными полистирольными частицами и водой, доказав, что эллипсоиды действительно не образуют «кофейных колец»; более того, при корректном подборе размеров частиц смесь сфер и небольшого числа эллипсоидов также распределялась по поверхности равномерно. По мнению г-на Юнкера, этот результат должен заинтересовать тех, кто занимается нанесением покрытий или струйной печатью.

В одном из опытов в воду добавлялось поверхностно-активное вещество, которое, концентрируясь на поверхности раздела фаз, снижает поверхностное натяжение. Как и следовало ожидать, эллипсоидальные частицы в таких каплях двигались более свободно, и «кофейные кольца» появлялись вновь.

В ближайшие месяцы физики хотят выполнить ещё несколько экспериментов с различными типами жидкостей и частицами всевозможных размеров и форм.