Ученые заставили вязкие жидкости течь быстрее воды — Naked Science
19.10.2020
Сергей Васильев

Ученые заставили вязкие жидкости течь быстрее воды

5.8

Покрыв внутренние стенки капилляра супергидрофобной пленкой, финские физики обнаружили, что жидкости текут по нему тем быстрее, чем выше их вязкость.

©Aalto University

Чем выше вязкость жидкости, тем медленнее она течет — достаточно сравнить воду с густым медом. Однако в капиллярах, внутренняя поверхность которых покрыта супергидрофобной пленкой, все происходит ровно наоборот. Жидкости с высокой вязкостью здесь текут быстрее — об этом необычном эффекте рассказывается в новой статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Супергидрофобные (сверхгидрофобные) покрытия не смачиваются жидкостями благодаря своей микроструктуре. Как правило, они представляют собой массив крошечных, вытянутых к острию конусов, между которыми сохраняются пакеты воздуха. Капля остается на поверхности, не растекаясь и легко скатываясь под собственной тяжестью. На плоскости это происходит самым обычным образом: чем ниже вязкость жидкости, тем быстрее она стекает.

Однако если капля заперта в пределах узкого капилляра, окруженная супергидрофобным покрытием со всех сторон, все меняется. Она словно повисает в воздушной подушке, причем чем выше вязкость жидкости, тем толще и равномернее этот воздушный слой. Благодаря этому такая капля быстрее движется сквозь капилляр, чем капля жидкости с меньшей вязкостью.

©Aalto University

Эффект проявляет себя очень ярко: в экспериментах, которые Робин Рас (Robin Ras) и его коллеги из финского Университета Аалто поставили с использованием воды и глицерина, последний двигался по супергидрофобному капилляру вдесятеро быстрее, хотя вязкость его в тысячу раз больше, чем у воды.

Течение жидкостей в капиллярах — исключительно важный для нас процесс, он происходит и в нашем организме, и на огромных установках по переработке нефти. И там, и там для ускорения движения жидкости приходится повышать давление, создавая дополнительную нагрузку на стенки капилляров. А в микрофлюидике, которая используется в науке, медицине и химическом анализе, и это не всегда доступно. Возможно, новый эффект, обнаруженный финскими учеными, получит распространение во всех этих областях, позволяя ускорять течение без повышенного давления.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
30 июля
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

30 июля
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

31 июля
Василий Парфенов

Изучение загадочной короны черной дыры, образованной рентгеновским излучением, преподнесло интересное открытие. Космические телескопы XMM-Newton и NuSTAR смогли «увидеть» свет, отраженный веществом сразу позади невероятно массивного объекта. И хотя это очередной раз подтверждает общую теорию относительности, про основной объект исследований ученые почти не получили новых данных.

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?

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.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

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: