Fyysikot ovat havainneet, että pisaran liukuminen pinnalla riippuu sähköstatiikasta

Ryhmä fyysikoita Max Societyn polymeeritutkimuksen instituutista ja Darmstadtin teknisestä yliopistosta

yliopisto havaitsi, ettei kapillaari- eikäviskoelastiset voimat eivät voi selittää eroja pisaroiden liikkumisnopeudessa eri pinnoilla. Kuten tutkijat huomauttavat, kysymyksiä herätti erityisesti se, että pisarat virtaavat eri nopeuksilla useiden alustojen yli - vaikka näillä substraateilla olisi identtinen pintapeitto.

Selittää poikkeama lentoradan todellisenlasketun fysiikan pisaran liike toi lisävoimaa. Teoksen tekijät järjestivät eräänlaisen "kilpailun". He kuvasivat suuren määrän pisaroita, jotka liikkuvat eri pinnoilla. Tutkijat määrittelivät kullekin liikkeelle nopeus- ja kiihtyvyysprofiilit sekä voimat, joiden tiedettiin jo määrittävän lisävoiman. 

Analyysi osoitti, että tämän uuden voiman arvo vastasi sähköstaattista vuorovaikutusta, jonka tutkijat kuvasivat mallissa useita vuosia sitten.

"Vertaamalla koetuloksia tähän numeeriseen malliin voimme selittää aiemmin hämmentäviä pisaroiden liikeradat", sanoo Stefan Weber, yksi tutkimuksen osallistujista.

Kuten tutkijat huomauttavat, jos aiemmin neutraalit putoaaliukua eristeen poikki, ne voivat latautua sähköisesti. Toisaalta sähköä johtavalla pinnalla pisara siirtää varauksensa välittömästi takaisin alustaan. 

”Siksi liikkeellä on suuri vaikutussähköstaattinen voima, jota kukaan ei ole aiemmin huomioinut: se on otettava huomioon veden, vesipitoisten elektrolyyttien ja etyleeniglykolin osalta kaikilla testatuilla hydrofobisilla pinnoilla”, Weber lisää. 

Fyysikkojen mukaan tutkimuksen tulokset auttavatparantaa pisaroiden hallintaa monissa sovelluksissa, mukaan lukien tulostus, mikrofluidiikka ja jopa sähköntuotanto minipisarageneraattoreiden avulla.

Lue lisää:

MIT luo paikallaan pysyvän lämpömoottorin, joka ylittää turbiinit

Kymmenen vuoden työn jälkeen tutkijat kyseenalaistivat fysiikan vakiomallin

Katso miltä auringonnousu näyttää Marsissa