Fiziķi ir atklājuši, ka piliena slīdēšana pa virsmu ir atkarīga no elektrostatikas

Fiziķu grupa no Maksa biedrības Polimēru pētniecības institūta un Darmštates Tehniskās universitātes

universitāte konstatēja, ka ne kapilārā, neViskoelastīgie spēki nevar izskaidrot atšķirības ātrumā, ar kādu pilieni pārvietojas uz dažādām virsmām. Kā atzīmē zinātnieki, jautājumus jo īpaši radīja fakts, ka pilieni plūst dažādos ātrumos pa vairākiem substrātiem - pat ja šiem substrātiem ir identisks virsmas pārklājums.

Lai izskaidrotu faktiskā trajektorijas novirzipiliena kustība no aprēķinātās fizikas ieviesa papildu spēku. Darba autori organizēja sava veida “skrējienu”. Viņi filmēja lielu skaitu pilienu, kas pārvietojas pa dažādām virsmām. Katrai kustībai pētnieki noteica ātruma un paātrinājuma profilus un aprēķināja spēkus, kas jau bija zināmi, lai noteiktu papildu spēku. 

Analīze parādīja, ka šī jaunā spēka vērtība atbilst elektrostatiskajai mijiedarbībai, ko pētnieki pirmo reizi aprakstīja modelī pirms vairākiem gadiem.

"Salīdzinot eksperimentālos rezultātus ar šo skaitlisko modeli, mēs varam izskaidrot iepriekš mulsinošās pilienu trajektorijas," saka Stefans Vēbers, viens no pētījuma dalībniekiem.

Kā atzīmē zinātnieki, ja iepriekš neitrāli pilienislīd pāri izolatoram, tie var tikt elektriski uzlādēti. No otras puses, uz elektriski vadošas virsmas piliens nekavējoties pārnes savu lādiņu atpakaļ uz substrātu. 

“Tāpēc kustībai ir liela ietekmeelektrostatiskais spēks, ko neviens iepriekš nav ņēmis vērā: tas ir jāņem vērā attiecībā uz ūdeni, ūdens elektrolītiem un etilēnglikolu uz visām pārbaudītajām hidrofobajām virsmām,” piebilst Vēbers. 

Pēc fiziķu domām, pētījuma rezultāti palīdzēsuzlabo pilienu kontroli daudzās lietojumprogrammās, tostarp drukāšanā, mikrofluidikā un pat enerģijas ražošanā ar mini-pilienu ģeneratoriem.

Lasīt vairāk:

MIT izveido stacionāru siltumdzinēju, kas pārspēj turbīnas

Pēc desmit gadu darba zinātnieki apšaubīja fizikas standarta modeli

Skatiet, kā saullēkts izskatās uz Marsa