Новый ребристый материал отталкивает жидкость с рекордной скоростью
Баку, 22 ноября (АЗЕРТАДЖ). Крипа Варанаси, инженер-механик из Массачусетского технологического института, и его коллеги создали новую текстурированную поверхность с особыми свойствами, которая способна отталкивать капли любой жидкости намного быстрее, чем предыдущие материалы-рекордсмены.
Ранее учёные считали, что время контакта между каплей и поверхностью минимально в том случае, когда частички жидкости распределяются симметрично по пласту материала, перед тем как отскочить прочь. Но Варанаси и его команда показали, что текстурированная поверхность способна заставить капли распределяться и отскакивать асимметрично, и происходит это даже быстрее, чем вообще считалось возможным.
Учёные в рамках своего эксперимента использовали водоотталкивающий материал, который затем модифицировали таким образом, чтобы на его поверхности образовались неровности высотой в 0,1 миллиметра.
После этого они записали процесс падения и отталкивания капель жидкости на высокоскоростную камеру, которая снимает до 10 тысяч кадров в секунду. Из-за неровностей на поверхности жидкость при падении распределялась асимметрично и отскакивала значительно быстрее от ребристого материала, чем от точно такого же, но полностью гладкого.
Время контакта капель с новой текстурированной поверхностью сократилось на 37% по сравнению аналогичными, но гладкими материалами. Расчёты, выводы и описание эксперимента исследователи привели в статье, опубликованной в журнале Nature.
Чтобы увеличить массу падающих капель и тем самым усложнить задачу материалу, инженеры заменили воду на расплавленное олово. На любой поверхности без выступов, жидкий металл быстро затвердевает, но эффект от неровностей оказался столь действенным, что капли олова успевали отскочить, прежде чем застыть.
Исследователи заинтересовались, способны ли на такую высокую скорость отторжения жидкости какие-либо природные материалы. В офисе Варанаси стоял горшок с настурцией (Tropaeolum majus) и он решил повторить эксперимент, взяв вместо текстурированного материала листья растения. Так же как и искусственный материал, настурция заставляла капли распределяться асимметрично и быстро отталкивала их.
После растений в ход пошли представители фауны. Как показал опыт , и крылья бабочки отталкивали жидкость быстрее, чем даже самый лучший гидрофобный природный материал — листья лотоса.
Другие новости раздела
