17.10.2016
Редакция Naked Science

Термокапиллярное движение ускорила промасленная поверхность

Международная группа ученых нашла способ ускорить термокапиллярное движение в пять раз при меньшем интервале температур. Результаты работы представлены в журнале Physical Review Fluids.

dew_2
©Wikipedia

Термокапиллярным называют горизонтальное движение капель по траектории, которая управляется за счет искусственного перепада температур. В основе явления лежит эффект Марангони — перенос вещества вдоль границы раздела двух сред на фоне разницы поверхностного натяжения. Иллюстрацией эффекта являются «слезы вина», когда после вращения бокала с вином на его внутренних стенках остаются капли этанола, стекающие медленнее остальной жидкости.

 

Существующие способы термпокапиллярного движения предполагают использование как поверхности твердой подложки. При этом даже для перемещения капли на низкой скорости для этого требуется градиент температур более 2 кельвинов на миллиметр. Это ограничение делает известные способы непригодными для большинства приложений. К последним относятся технологии антиобледенения, самоочищающиеся поверхности, высокоэффективные конденсаторы.

 

В новой работе ученые использовали вместо подложки смазочный материал — масло, — которым пропитывалась поверхность. В результате общее поверхностное натяжение и площадь контакта капель воды с поверхностью увеличилось, что позволило повысить скорость термпокапиллярного движения по меньшей мере в пять раз — до 6,5 миллиметра в секунду. Необходимый для этого градиент температур составил не более 2 кельвинов на миллиметр.

 

Вместе с тем авторы показали, что метод не подходит для сверхгидрофобных поверхностей. Площадь контакта капель с последними была недостаточна для рассматриваемых интервалов температур. Примером такой поверхности являются листья и лепестки растений рода Лотос (Nelumbo): попадая на них, капли стремятся уменьшить площадь и собираются в сферическую форму. К синтетическим сверхгидрофобным материалам относится нанопин-пленка.

 

Ученые подчеркнули, что предложенный метод, однако, позволяет количественно прогнозировать силы и скорость движения жидкости в рамках эффекта Марангони. Прежние техники такой возможности не предусматривали.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

3 декабря
Алиса Гаджиева

У погибшего почти 70 миллионов лет назад хищника была трудная жизнь: помимо обычного набора проблем, таких как схватки с сородичами, он страдал от зубной боли.

Позавчера, 15:24
Мария Осетрова

Две международные исследовательские группы опубликовали в журнале Science новые методы детекции инфракрасного света: для этого обе группы предлагают сначала сместить спектр излучения в видимую область. Это позволит разработать недорогие способы обнаружения загрязнений, отслеживания раковых заболеваний, проверки газовых смесей и дистанционного зондирования внешней Вселенной.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

2 декабря
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

1 декабря
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: