นักฟิสิกส์พบว่าการเลื่อนของหยดบนพื้นผิวขึ้นอยู่กับไฟฟ้าสถิต

กลุ่มนักฟิสิกส์จากสถาบันวิจัยโพลีเมอร์ของ Max Society และมหาวิทยาลัยเทคนิคดาร์มสตัดท์

มหาวิทยาลัยพบว่าทั้งเส้นเลือดฝอยและแรงหยุ่นหนืดไม่สามารถอธิบายความแตกต่างของความเร็วที่หยดเคลื่อนที่บนพื้นผิวที่แตกต่างกันได้ ดังที่นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกต มีคำถามเกิดขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากข้อเท็จจริงที่ว่าหยดจะไหลด้วยความเร็วที่แตกต่างกันบนวัสดุพิมพ์หลายชนิด แม้ว่าวัสดุพิมพ์เหล่านี้จะมีพื้นผิวที่เหมือนกันก็ตาม

เพื่ออธิบายความเบี่ยงเบนของวิถีของจริงการเคลื่อนที่ของหยดจากฟิสิกส์ที่คำนวณได้ทำให้เกิดแรงเพิ่มเติม ผู้เขียนผลงานได้จัด "เชื้อชาติ" ประเภทหนึ่ง พวกเขาถ่ายภาพหยดจำนวนมากที่เคลื่อนไหวบนพื้นผิวต่างๆ สำหรับการเคลื่อนไหวแต่ละครั้ง นักวิจัยได้กำหนดโปรไฟล์ความเร็วและความเร่ง และแรงที่คำนวณได้ซึ่งทราบกันดีอยู่แล้วในการกำหนดแรงเพิ่มเติม

การวิเคราะห์พบว่าค่าของแรงใหม่นี้สอดคล้องกับปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตที่นักวิจัยอธิบายไว้ในแบบจำลองครั้งแรกเมื่อหลายปีก่อน

Stefan Weber หนึ่งในผู้เข้าร่วมการศึกษากล่าวว่า "การเปรียบเทียบผลการทดลองกับแบบจำลองตัวเลขนี้ เราสามารถอธิบายเส้นทางการหยดละอองที่ทำให้สับสนได้ก่อนหน้านี้

ดังที่นักวิทยาศาสตร์ทราบ หากก่อนหน้านี้หยดเป็นกลางเลื่อนข้ามฉนวน พวกมันอาจมีประจุไฟฟ้าได้ ในทางกลับกัน บนพื้นผิวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า หยดจะถ่ายโอนประจุกลับไปยังวัสดุพิมพ์ทันที

“ดังนั้นการเคลื่อนไหวจึงมีอิทธิพลอย่างมากแรงไฟฟ้าสถิตที่ไม่มีใครเคยคำนึงถึงมาก่อน: จะต้องคำนึงถึงน้ำ อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นน้ำ และเอทิลีนไกลคอลบนพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำทั้งหมดที่ทดสอบ” Weber กล่าวเสริม 

ตามที่นักฟิสิกส์ผลการศึกษาจะช่วยได้ปรับปรุงการควบคุมหยดในแอพพลิเคชั่นมากมาย รวมถึงการพิมพ์ ไมโครฟลูอิดิกส์ และแม้แต่การสร้างพลังงานด้วยเครื่องกำเนิดหยดน้ำขนาดเล็ก

อ่านเพิ่มเติม:

MIT สร้างเครื่องยนต์ความร้อนแบบอยู่กับที่ซึ่งทำงานได้ดีกว่ากังหัน

หลังจากทำงานมา 10 ปี นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งคำถามเกี่ยวกับแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์

ดูว่าพระอาทิตย์ขึ้นบนดาวอังคารเป็นอย่างไร