Fyzici zjistili, že klouzání kapky po povrchu závisí na elektrostatice

Skupina fyziků z Institutu pro výzkum polymerů Max Society a Technické univerzity v Darmstadtu

univerzita zjistila, že ani kapilární, aniviskoelastické síly nemohou vysvětlit rozdíly v rychlosti, kterou se kapičky pohybují na různých površích. Jak vědci poznamenávají, otázky vyvolala zejména skutečnost, že kapičky proudí různými rychlostmi přes několik substrátů - i když tyto substráty mají stejný povrchový povlak.

Vysvětlit odchylku trajektorie skutečnéhopohyb kapky z vypočítané fyziky zavedl další sílu. Autoři díla zorganizovali jakýsi „závod“. Natočili velké množství kapiček pohybujících se na různých površích. Pro každý pohyb vědci určili profily rychlosti a zrychlení a vypočítali síly, o kterých již bylo známo, že určují dodatečnou sílu. 

Analýza ukázala, že hodnota této nové síly byla v souladu s elektrostatickou interakcí, kterou vědci poprvé popsali v modelu před několika lety.

„Porovnáním experimentálních výsledků s tímto numerickým modelem můžeme vysvětlit dříve matoucí trajektorie kapiček,“ říká Stefan Weber, jeden z účastníků studie.

Jak vědci poznamenávají, pokud dříve neutrální kapkysklouznout přes izolátor, mohou se elektricky nabít. Na druhou stranu na elektricky vodivém povrchu kapka okamžitě přenese svůj náboj zpět na substrát. 

„Proto má hnutí velký vlivelektrostatická síla, kterou dříve nikdo nezvažoval: je třeba ji vzít v úvahu pro vodu, vodné elektrolyty a etylenglykol na všech testovaných hydrofobních površích,“ dodává Weber. 

Výsledky studie podle fyziků pomohouzlepšit kontrolu kapek v mnoha aplikacích, včetně tisku, mikrofluidiky a dokonce i výroby energie pomocí generátorů minikapek.

Přečtěte si více:

MIT vytváří stacionární tepelný motor, který překonává turbíny

Po deseti letech práce vědci zpochybnili standardní model fyziky

Podívejte se, jak vypadá východ slunce na Marsu