Fysikere har funnet ut at glidningen av en dråpe på en overflate avhenger av elektrostatikk

En gruppe fysikere fra Institute for Polymer Research of the Max Society og Darmstadt Technical University

universitetet fant at verken kapillær ellerviskoelastiske krefter kan ikke forklare forskjellene i hastigheten som dråper beveger seg med på forskjellige overflater. Som forskerne bemerker, ble det reist spørsmål, spesielt ved det faktum at dråper strømmer med ulik hastighet over flere underlag – selv om disse underlagene har identisk overflatedekning.

For å forklare avviket i banen til det faktiskebevegelsen av dråpen fra beregnet fysikk introduserte ytterligere kraft. Forfatterne av verket organiserte et slags "løp". De filmet et stort antall dråper som beveget seg på forskjellige overflater. For hver bevegelse bestemte forskerne hastighets- og akselerasjonsprofiler og beregnet krefter som allerede var kjent for å bestemme tilleggskraften. 

Analysen viste at verdien av denne nye kraften stemte overens med den elektrostatiske interaksjonen som forskerne først beskrev i modellen for flere år siden.

"Ved å sammenligne de eksperimentelle resultatene med denne numeriske modellen, kan vi forklare tidligere forvirrende dråpebaner," sier Stefan Weber, en av studiedeltakerne.

Som forskere bemerker, hvis tidligere nøytrale dråperglir over isolatoren, kan de bli elektrisk ladet. På den annen side, på en elektrisk ledende overflate, overfører en dråpe umiddelbart sin ladning tilbake til underlaget. 

«Derfor har bevegelsen stor innflytelseen elektrostatisk kraft som ikke har blitt tatt i betraktning før: den må tas i betraktning for vann, vandige elektrolytter og etylenglykol på alle hydrofobe overflater som er testet,” legger Weber til. 

Ifølge fysikere vil resultatene av studien hjelpeforbedre dråpekontrollen i mange applikasjoner, inkludert utskrift, mikrofluidikk og til og med kraftproduksjon med mini-dråpegeneratorer.

Les mer:

MIT lager en stasjonær varmemotor som utkonkurrerer turbiner

Etter ti års arbeid stilte forskere spørsmålstegn ved standardmodellen for fysikk

Se hvordan soloppgangen ser ut på Mars