Ученые заставили вязкие жидкости течь быстрее воды
Покрыв внутренние стенки капилляра супергидрофобной пленкой, финские физики обнаружили, что жидкости текут по нему тем быстрее, чем выше их вязкость.
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK 
