Термокапиллярное движение ускорила промасленная поверхность — Naked Science
17.10.2016
Редакция

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.
Вчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Вчера, 21:19
Мария Азарова

Руководитель полетов Национального космического агентства США Зебулон Сковилл рассказал, чем обернулся для МКС инцидент с двигателями «Науки».

Вчера, 09:16
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

26 июля
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: