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 В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Астроциты — клетки, которые долго считались лишь «помощниками» нейронов — оказались частью скрытой системы связи в мозге. Они, как показали результаты нового исследования, формируют собственные протяженные сети, соединяющие разные части головного мозга. Это открытие меняет представление о том, как мозг координирует свою работу, адаптируется к новым условиям и восстанавливается после повреждений.
Спустя два с половиной года после того, как подводный аппарат обнаружил на дне залива Аляска загадочный «золотой шар», ученым, наконец, удалось разобраться в природе этого объекта. Они пришли к выводу, что это отброшенная часть оболочки или основания гигантской глубоководной актинии.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
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