コーヒーリング効果
コーヒーリングのパターンはしずく全体に渡って異なる蒸発速度により誘発される毛管流から生じる。液体は液滴の縁から蒸発し、中心部の液体がそれを補充する。このような中心から外向きの流れは、ほぼ全ての分散質を縁の部分に運ぶことができる。時間の関数としてこの過程は「ラッシュアワー」効果を示す。すなわち、乾燥過程の最終段階において外向きの流れは急な加速を示す。
蒸発によりマランゴニ対流が液滴内部に誘起される。流れが強い場合、液滴の中心に粒子が戻る。したがって、粒子が縁に蓄積するためにはマランゴニ対流が弱いか、流れを妨げる何かが生じなければならない。例えば、界面活性剤を加えることで液体の表面張力勾配を小さくし誘起された流れを妨げることができる。水のマランゴニ対流はもともと弱く、天然の界面活性剤によっても著しく減少する。
液滴中の懸濁粒子と液滴の自由表面の相互作用は、コーヒーリングを作るうえで重要である。「液滴が蒸発すると、自由表面が落ち込み懸濁粒子は捕捉される...最終的に全ての粒子が自由表面に捕捉され、液滴の縁に向かう残りの行程の間ずっとそこにとどまる」。この結果は、液滴内部のバルク流を制御しようとするのではなく、界面活性剤を使用して液滴の表面張力を変化させることにより溶質粒子の動きを操作可能だということを意味する。