Ny forskning kan gøre dugdråber så små, de er usynlige

Ved bedre at forstå vandets adfærd i sin mindste form, en Virginia Tech -professor og hans bachelorstuderende kunne forbedre effektiviteten ved at fjerne kondens på en større måde.

Jonathan Boreyko, en adjunkt i Institut for Biomedicinsk Teknik og Mekanik i Virginia Tech College of Engineering, har studeret "hoppe" dugdråber siden han opdagede fænomenet på forskerskolen.

Ifølge Boreyko, dugdråber hopper kun fra vandafvisende overflader, når de når en stor nok størrelse-cirka 10 mikrometer-men det var uklart hvorfor, indtil Boreyko og hans elever fandt et gennembrud, snart udgivet i high-impact journal ACS Nano .

I Boreykos laboratorium, dengang bachelor Megan Mulroe eksperimenterede med overfladen af ​​siliciumchips for at se, hvordan overfladens nanoskopiske topografi kan påvirke kondensens springevne.

Ved at oprette og teste seks forskellige typer overflader dækket med såkaldte nanopiller-der minder om stalagmitter på et hulegulv-fandt Mulroe ud af, at den kritiske størrelse af springdråben kan finjusteres baseret på højden, diameter, og pitch af nanopillerne.

"Disse resultater, korreleret med en teoretisk model, afslørede, at flaskehalsen til springning er, hvordan dråberne blæses op inden i overfladen, efter at de først dannes, "Sagde Boreyko.

I det væsentlige, når nanopillerne er høje og slanke, dråberne, der dannes inden i og på sprækkerne, kan springe af overfladen i en meget mindre størrelse, ned til to mikrometer. Ligeledes, korte og kraftige søjler øger størrelsen af ​​den dråbe, der kræves for at hoppe - op til 20 mikrometer i tilfælde af Mulroes forsøg.

Mens fænomenerne med springdråber har vist sig at være den mest effektive form for fjernelse af kondens, evnen til at justere størrelsen på dråberne kan muliggøre forbedret effektivitet ved fjernelse af kondens fra overflader.

"Vi forventer, at disse fund vil give mulighed for at maksimere effektiviteten af ​​kondensatorer med springende dråber, som kunne gøre kraftværker mere effektive og muliggøre robuste anti-dug-og selvrensende overflader, "Boreyko sagde." Det endelige mål er, at alle dugdråber, der dannes på en overflade, hopper af, før de overhovedet er synlige for øjet. "

Mulroe, hvem var første forfatter på papiret, gennemførte alle forsøgene, mens kandidatstuderende Farzad Ahmadi, der forfølger en ph.d. i ingeniørmekanik, bakker op om resultaterne med en teoretisk model.

Forskningen vil blive offentliggjort 31. juli i ACS Nano .