Разработан новый способ отталкивания капель
Ученые из Массачусетского технологического института предложили новый способ минимизировать контакт капель жидкости с поверхностями.
Ранее команда, как и другие специалисты, делала упор на сокращение времени контакта капель с материалов, сообщает eurekalert.org. Новый метод сосредоточен на пространственной протяженности. Ученые пытаются минимизировать расстояние, которое капля проходит прежде чем отскочить.
Результаты исследования, проведенного Анри-Луи Жирардом, Дэном Сото и профессором Крипой Варанаси, представлены в ACS Nano. Ученые создали массив кольцевых выступов на поверхности, заставляющих капли спадать, а не стекать. Проект является продолжением исследований команды Варанаси. Ранее специалисты боролись с каплями ребристыми поверхностями. Новое исследование показало, что кольцевидные структуры справляются с задачей лучше гребней, уменьшая время и площадь контакта.
Методика поможет в борьбе с обледенением поверхностей, вроде крыльев самолетов.
Опыты показали, что выступающие кольца правильного размера заставят капли разлетаться чашевидным всплеском, а не стекать. Угол брызг можно контролировать, меняя высоту и профиль рельефа. Если кольца слишком большие или маленькие, в сравнении с каплями, эффективность системы значительно падает. Необходимо правильно подбирать габариты.
Исследователи выяснили, что для большего эффекта необходимо одновременно сокращать время и площадь контакта. В экспериментах они добились снижения на 90%.
Двигаясь по выступающей кривой, капля преломляется, дойдя до края. Она теряет контакт с поверхностью, не охлаждая ее, не вызывая обледенения или закупорки пор водостойких тканей, объяснил Жирард.
Кольцевидный рельеф можно выполнять из разных материалов – важен размер и местоположение элементов. В некоторых опытах ученые использовали 3D-печать, в других – травление или управляемое компьютером перемалывание пластика.
Эксперименты показали, что эффективность системы растет с увеличением вязкости – это способствует перенаправлению капли.
