Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Скорость падения капли решила, намокнет поверхность или нет
Характеристики поверхности оказались менее значимыми для ee намокания, чем скорость падения жидкости. А крошечные капли смогли прикрепиться даже к тефлону.
Когда капля жидкости сталкивается с водоотталкивающей поверхностью, она может прилипнуть или отскочить. До сих пор ученые полагали, что это зависит от двух факторов: степени гидрофобности поверхности и того, как капля рассеивает энергию удара.
Гидрофобность — свойство молекул, заключающееся в отсутствии склонности сцепляться с водой. Гидрофобной поверхность могут сделать как ровные слои химических веществ, так и наноразмерные структуры. Лист лотоса защищается от воды пирамидками, утки — жиром на перьях, плоды сливы и яблока — воском. На основании этих знаний люди создают покрытия для машин, обуви, крыльев самолетов и разнообразных стекол. Они работают, хоть и требуют регулярного обновления.
В новом исследовании ученые выяснили, что все это время решающим фактором на самом деле была скорость падения, а не свойства жидкости и поверхности. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Отскок капель жидкости происходит лишь в очень узком скоростном окне», — сообщил Джейми Маклоклан (Jamie McLauchlan), первый автор исследования и аспирант Университета Бата (Великобритания). По традиции золотую середину для каких-либо характеристик ученые обозначают «зоной Златовласки».
Если капля движется слишком медленно или слишком быстро, она прилипает. Отскок возможен только в промежуточном случае, когда импульса достаточно для отрыва от поверхности, но не настолько много, чтобы капля упала обратно.
Размер тоже имеет значение: слишком маленькие капли не могут отскочить независимо от их скорости. Новое исследование показало, что вязкость жидкости создает фундаментальный нижний предел размера, не позволяя самым крошечным каплям когда-либо отскакивать. Для тефлона это диаметр 25 микрометров.
Эксперименты проводили на поверхности тефлона, стекла и покрытого кремниевыми наносферами стекла. Кремниевое покрытие было нанесено из доступного в магазинах средства «антидождь» для боковых зеркал машин. Жидкостями выступали деионизированная вода, раствор глицерина и хлорида кальция.
Для изучения процесса физики использовали высокоскоростные камеры, чтобы запечатлеть капли шириной всего 30-50 микрометров, ударяющиеся о водоотталкивающие поверхности со скоростью до 10 метров в секунду. Съемку производили на камеру, записывающую 100 000 кадров в секунду. По снятым кадрам ученые определяли размер, скорость и другие характеристики капель.
Физики также разработали простую пружинную модель для объяснения поведения жидкости. Она учитывает адгезию поверхности, вязкость жидкости, поверхностное натяжение и скорость (инерцию). Ученые выяснили, что на идеально водоотталкивающих поверхностях капли могут отскакивать при любой скорости. Но на реальных поверхностях отскок происходит только тогда, когда все эти силы находятся в тонком балансе.
В полиграфии знание «окна Златовласки» для отскока поможет обеспечить надежное нанесение чернил на гидрофобные поверхности, в сельском хозяйстве — найти пути предотвращения соскакивания пестицидов с листьев. Хотя решающее значение скорости падения капли сдвигает парадигму, ученые считают, что разработка гидрофобных поверхностей эффективна в борьбе с влагой и должна продолжаться.
Telegram 
Дзен 
VK Вопреки множеству оценок из СМИ, самый крупный остров мира небогат полезными ископаемыми, но и никак не «бесполезный кусок льда». Открытия датских ученых последних лет показывают, что ценность этого куска суши намного выше, чем можно было подумать еще в 2010-х. Так зачем на самом деле он нужен Трампу и может ли его отъем разрушить НАТО, как на это надеются некоторые в России?
В основе современной грамматики лежит теория, согласно которой в сознании человека язык «хранится» в виде иерархических структур — групп из двух слов, где одна составляющая зависит от другой, но вместе они образуют единое целое с точки зрения смысла. Однако лингвисты из Дании продемонстрировали, что устройство языка может быть проще: многие значимые группы слов представляют собой линейные последовательности, а не иерархии.
Австралийские геологи нашли новые доказательства того, что мегалиты попали на равнину Солсбери благодаря сложной логистике древних строителей. Изучив минеральный состав почвы вокруг монумента, исследователи исключили возможность того, что огромные глыбы принесло туда движение ледников.
Растительная диета давно стала золотым стандартом для тех, кто мечтает о долгой и здоровой жизни. Но китайские ученые внесли серьезные коррективы в этот постулат. Они обнаружили, что большинство местных долгожителей, перешагнувших столетний рубеж, регулярно употребляют в пищу мясо. Особенно заметна эта связь у одной специфической группы пожилых людей, что заставляет по-новому взглянуть на диетические рекомендации для самых старших поколений.
Жизнь в городских условиях давно стала для птиц своеобразной «эволюционной лабораторией». Ученые из Шотландии показали, что сильнее всего размножение птиц ухудшает наличие незнакомых деревьев.
Вопрос выживания маленьких популяций животных остается актуальным, поскольку имеет высокие риски накопления мутаций. Ученые из США показали на примере белух на Аляске, что стратегией выживания таких видов может быть полигинандрическая система, то есть смена партнеров.
От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.
Хотя зоологи уже не раз наблюдали использование орудий у относительно близких к людям видов, — от приматов до свиней — коровы до сих пор не были за этим замечены. Теперь ситуация изменилась: оказалось, что они могут использовать многоцелевые орудия по-разному, в зависимости от обстоятельств.
Ученые задались вопросом: почему два расположенных по соседству спутника Юпитера такие разные, ведь на Ио повсеместно извергаются вулканы, а Европа полностью покрыта многокилометровой коркой льда. Есть версия, что Ио когда-то тоже была богата водой, но по итогам недавнего исследования это сочли неправдоподобным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии