Исследователи определили, почему капли перемещаются по нагретой маслянистой поверхности в 100 раз быстрее, чем по голому металлу.
Когда вы жарите что-то, и несколько капель воды попадают на сковороду, то можно заметить, что они буквально скользят по пленке горячего масла. Это, казалось бы, обычное явление впервые проанализировали исследователи из Массачусетского технологического института. Понимание, как капли перемещаются по раскаленному маслу, важно для развития микрофлюидных устройств, систем передачи тепла и других полезных функций.
Капля кипящей воды на горячей поверхности иногда левитирует на тонкой паровой пленке — это хорошо изученное явление, которое называется эффектом Лейденфроста. Поскольку капля буквально висит на подушке из пара, она может перемещаться по поверхности с небольшим трением.
Если поверхность покрыта горячим маслом, которое имеет гораздо большее трение, чем пленка пара, то можно ошибочно предположить, что горячая капля будет двигаться намного медленнее. Но серия экспериментов в Массачусетском технологическом институте показала, что происходит противоположный эффект: капля на масле перемещается намного быстрее.
Этот эффект ускоряет каплю в 10-100 раз по сравнению со скоростью перемещения на металле. Это свойство потенциально можно использовать для систем самоочистки или защиты от обледенения либо для перемещения небольшого количества жидкости через крошечные трубки микрофлюидных устройств: их используют для биомедицинских и химических исследований.
После долгого анализа авторы смогли определить, что при правильных условиях — высокой температуре, вязкости масла и его толщине — масло буквально образует тонкий слой, покрывающий внешнюю сторону каждой капли воды. Когда капля нагревается, то на границе раздела между ней и маслом образуются крошечные пузырьки пара. Поскольку эти крошечные пузырьки случайным образом накапливаются вдоль основания капли, то развивается асимметрия и пониженное трение под пузырьком не дает капле прикрепиться к поверхности и, наоборот, толкает ее.
Читать далее
В человеческой ДНК нашли неизвестный генетический материал вирусов
Опубликован план NASA по поиску жизни на спутнике Сатурна
В России специально выпустят диких клещей для борьбы с вредителями