Physiker haben herausgefunden, dass das Gleiten eines Tropfens auf einer Oberfläche von der Elektrostatik abhängt

Ein Team von Physikern des Max-Instituts für Polymerforschung und der Technischen Universität Darmstadt

hat festgestellt, dass weder kapillare noch viskoelastische KräfteErklären Sie die Unterschiede in der Geschwindigkeit, mit der sich Tröpfchen über verschiedene Oberflächen bewegen.Wie die Wissenschaftler anmerken, warf vor allem die Tatsache Fragen auf, dass die Tropfen tropfenmit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf mehreren Substraten – auch wenn diese SubstrateIdentische Oberflächenbeschichtung.

Um die Abweichung der Flugbahn der tatsächlichen Bewegung zu erklären, führten die Tropfen der berechneten Physik eine zusätzliche Kraft ein.Die Autoren der Arbeit organisierten eine Art "Rennen": Sie filmten eine große Anzahl von Tröpfchen, die sich auf verschiedenen Oberflächen bewegten.Für jede Bewegung ermittelten die Forscher Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofile und berechneten Kräfte, die bereits bekannt waren, um die zusätzliche Kraft zu bestimmen. 

Die Analyse zeigte, dass der Wert dieser neuen Kraft mit der elektrostatischen Wechselwirkung übereinstimmte, die die Forscher vor einigen Jahren erstmals im Modell beschrieben hatten.

„Durch den Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit diesem numerischen Modell können wir bisher verwirrende Tröpfchenflugbahnen erklären“, sagt Stefan Weber, einer der Studienteilnehmer.

Wie die Wissenschaftler anmerken, können zuvor neutrale Tröpfchen, wenn sie über den Isolator gleiten,Auf einer elektrisch leitfähigen Oberfläche hingegen gibt der Tropfen sofort abseine Ladung zurück auf das Substrat. 

"Die elektrostatische Kraft, die bisher niemand berücksichtigt hat, hat daher einen großen Einfluss auf die Bewegung: Sie muss bei Wasser, wässrigen Elektrolyten und Ethylenglykol auf allen getesteten hydrophoben Oberflächen berücksichtigt werden", fügt er hinzuWeber. 

Laut Physikern werden die Ergebnisse der Studie dabei helfenVerbesserung der Tröpfchenkontrolle in vielen Anwendungen, einschließlich Druck, Mikrofluidik und sogar Stromerzeugung mit Mini-Tropfen-Generatoren.

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