Разработана теория скольжения воды

Россия

• Вода

О гидрофобных свойствах некоторых поверхностей мы получаем представление в школьном курсе физики. Речь идет об эффекте, когда на некоторых поверхностях капли воды не растекаются, а сворачиваются в маленькие шарики. Такие поверхности и называют гидрофобными. При этом, если угол между шариком воды и поверхностью превышает 150 градусов, поверхность относят к супергидрофобным. Подобные свойства можно увидеть у листьев тропических растений, крыльев некоторых насекомых.

В техническом отношении такой эффект может быть достаточно интересен, защищая поверхность от загрязнения, коррозии, оледенения. При течении жидкости ее прилежащий слой притягивается к поверхности, по которой она течет (сила Ван-дер-Ваальса). Вследствие этого, скорость жидкости вдоль поверхности отличается от скорости в центральной части потока. Явление называют гидродинамическим скольжением. И особо на сам поток оно не влияет. Но все меняется, когда сочетаются химическая гидрофобность поверхности и особый ее рельеф, к примеру, тонкие канавки или микроколонны.

Сотрудники Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова Татьяна Низкая и Ольга Виноградова с группой коллег разработали теорию скольжения воды по таким поверхностям и проверили ее экспериментально. Оказалось, что в случае рельефной поверхности жидкость скользит по пузырькам воздуха, заполняющим канавки или колонны, совсем без трения и не притягивается к поверхности. Обнаружились интересные явления. Так, если канавки наклонены под углом к направлению потока, жидкость, текущая по такой поверхности, будет постоянно перемешиваться, так как меняется направление ее течения. Можно добиться и разделения частиц, взвешенных в жидкости, по размерам.

Исследователи полагают, что предложенная теория ляжет в основу создания супергидрофобных поверхностей. Они найдут свое применение в системах с электроосмотическим течением и для разделения частиц. Результаты работы опубликованы в журнале Soft Matter.

Вера Максимова, 31.10.2016 17:07