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 Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Мумии сохраняют следы не только болезней и травм, но и самих процедур, которым подвергали тела после смерти. Компьютерная томография головы мумии, много десятилетий пролежавшей в музее, раскрыла не совсем привычный способ извлечения мозга и другие детали бальзамирования.
Археологи, проводящие раскопки древнего города Адрамиттейон в Западной Турции, обнаружили богатую римскую виллу II-III веков нашей эры. Украшающая виллу мозаика включает в себя неожиданно личный элемент жизни владельцев — изображения домашних питомцев с надписями, указывающими их имена.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
Команда исследователей из Германии и Турции впервые исследовала ледник на вершине Большого Арарата на высоте более пяти тысяч метров. Две недели в июле 2026 года ученые собирали данные о вечных снегах горы, которые до этого не были тщательно исследованы.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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