Fizikai nustatė, kad lašo slydimas paviršiumi priklauso nuo elektrostatikos

Fizikų grupė iš Max Society polimerų tyrimų instituto ir Darmštato technikos universiteto

universitetas nustatė, kad nei kapiliarinis, neiviskoelastinės jėgos negali paaiškinti lašelių judėjimo skirtingais paviršiais greičio skirtumų. Kaip pažymi mokslininkai, klausimų ypač kėlė tai, kad lašeliai teka skirtingu greičiu per kelis substratus – net jei šie substratai turi vienodą paviršiaus dangą.

Paaiškinti faktinio trajektorijos nuokrypįlašo judėjimas iš apskaičiuotos fizikos įnešė papildomos jėgos. Kūrinio autoriai surengė savotiškas „lenktynes“. Jie nufilmavo daugybę lašelių, judančių skirtingais paviršiais. Kiekvienam judesiui tyrėjai nustatė greičio ir pagreičio profilius ir apskaičiavo jėgas, kurios jau buvo žinomos, lemiančias papildomą jėgą. 

Analizė parodė, kad šios naujos jėgos vertė atitiko elektrostatinę sąveiką, kurią mokslininkai pirmą kartą aprašė modelyje prieš keletą metų.

„Palyginus eksperimentinius rezultatus su šiuo skaitmeniniu modeliu, galime paaiškinti anksčiau painias lašelių trajektorijas“, – sako Stefanas Weberis, vienas iš tyrimo dalyvių.

Kaip pažymi mokslininkai, jei anksčiau neutralūs lašaislysti per izoliatorių, jie gali būti įkrauti elektra. Kita vertus, ant elektrai laidžio paviršiaus lašas iš karto perkelia savo krūvį atgal į pagrindą. 

„Todėl judėjimas turi didelę įtakąelektrostatinė jėga, kurios niekas anksčiau nesvarstė: į ją turi būti atsižvelgta dėl vandens, vandeninių elektrolitų ir etilenglikolio ant visų bandytų hidrofobinių paviršių“, – priduria Weberis. 

Fizikų teigimu, tyrimo rezultatai padėspagerinti lašelių kontrolę daugelyje programų, įskaitant spausdinimą, mikrofluidiką ir net energijos generavimą naudojant mini lašų generatorius.

Skaityti daugiau:

MIT sukuria stacionarų šilumos variklį, kuris pranoksta turbinas

Po dešimties metų darbo mokslininkai suabejojo ​​standartiniu fizikos modeliu

Pažiūrėkite, kaip saulėtekis atrodo Marse