Осушка жидкостей представляет собой процесс, фактически обратный растеканию. В качестве иллюстрации растекания можно привести каплю растительного масла, помещенную на поверхность воды: капля будет медленно распространяться по поверхности, образуя тонкую пленку. При осушке, напротив, пленка приобретает сферическую форму — детали этого процесса важны, например, при разработке самоочищающихся материалов. Несмотря на мнимую простоту, зафиксировать все этапы осушки до сих пор не удавалось.
В новой работе ученые использовали для этой цели методику диэлектрического смачивания. Более известным вариантом ее применения является противоположный (электросмачивание), когда капля масляной краски помещается в резервуар с водой на металлическую подложку со слоем диэлектрика. При приложении разности потенциалов к электроду в капле и электроду под диэлектриком происходит усиление смачиваемости поверхности и растекание, в отсутствие напряжения — осушка. Эффект электросмачивания применяется, в частности, при изготовлении энергосберегающих полноцветных экранов.
Результаты наблюдения показали, что осушка не идентична растеканию, которое происходит в обратном порядке. В частности, на первых этапах пленка «стягивается» в каплю, образуя возвышающийся обод. С течением времени высота центральной области пленки «догоняет» высоту обода и затем жидкость принимает форму полусферы. При этом присутствие обода характерно для большей части процесса. По итогам компьютерного моделирования ученые предположили, что в процессе осушки жидкость имеет свойство принимать наиболее простую устойчивую форму.
Ожидается, что работа позволит прояснить другие физические явления, например, конденсацию, испарение и формирование капель. Это может быть полезно для совершенствования систем сбора воды из тумана, производства смазок и в том числе кухонных поверхностей. В свою очередь, методика, которая применялась учеными, может использоваться для оценки свойств жидкостей при условии незначительного объема последних.
Наука
Денис Стригун
