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 Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии