Natuurkundigen hebben ontdekt dat het glijden van een druppel op een oppervlak afhangt van elektrostatica

Een groep natuurkundigen van het Institute for Polymer Research van de Max Society en de Technische Universiteit van Darmstadt

Universiteit ontdekte dat noch capillair, nochvisco-elastische krachten kunnen de verschillen in de snelheid waarmee druppels op verschillende oppervlakken bewegen niet verklaren. Zoals de wetenschappers opmerken, werden er met name vragen gesteld over het feit dat druppeltjes met verschillende snelheden over verschillende substraten stromen - zelfs als deze substraten een identieke oppervlaktedekking hebben.

Om de afwijking van het traject van de werkelijkheid te verklarende beweging van de druppel uit de berekende natuurkunde introduceerde extra kracht. De auteurs van het werk organiseerden een soort 'race'. Ze filmden een groot aantal druppels die zich over verschillende oppervlakken bewogen. Voor elke beweging bepaalden de onderzoekers snelheids- en versnellingsprofielen en berekenden krachten waarvan al bekend was dat ze de extra kracht bepalen.

Uit de analyse bleek dat de waarde van deze nieuwe kracht consistent was met de elektrostatische interactie die de onderzoekers enkele jaren geleden voor het eerst in het model beschreven.

"Door de experimentele resultaten te vergelijken met dit numerieke model, kunnen we voorheen verwarrende druppeltrajecten verklaren", zegt Stefan Weber, een van de deelnemers aan het onderzoek.

Zoals wetenschappers opmerken, als het voorheen neutraal was, daalde hetover de isolator glijden, kunnen ze elektrisch geladen raken. Aan de andere kant brengt een druppel op een elektrisch geleidend oppervlak zijn lading onmiddellijk terug naar het substraat.

“Daarom heeft de beweging een grote invloedeen elektrostatische kracht waarmee nog niet eerder rekening is gehouden: er moet rekening mee worden gehouden voor water, waterige elektrolyten en ethyleenglycol op alle geteste hydrofobe oppervlakken”, voegt Weber toe.

Volgens natuurkundigen zullen de resultaten van het onderzoek helpenverbeter de druppelcontrole in veel toepassingen, waaronder printen, microfluïdica en zelfs stroomopwekking met mini-druppelgeneratoren.

Lees verder:

MIT creëert een stationaire warmtemotor die beter presteert dan turbines

Na tien jaar werk zetten wetenschappers vraagtekens bij het standaardmodel van de natuurkunde

Zie hoe zonsopgang eruit ziet op Mars