Særlige overflademanipulationskræfter faldt væsker til spiral, når de rebound

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Kina har fundet en måde at tvinge flydende dråber til at spiralere, når de vender tilbage efter at have landet på en manipuleret overflade. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation , gruppen beskriver, hvordan deres metode fungerer og mulige applikationer.

De fleste mennesker er godt klar over, hvad der sker, når en dråbe vand eller anden væske falder ned på en flad overflade - det vender tilbage på tilfældige måder, gør ganske ofte rod. I denne nye indsats, forskerne ændrede den almindelige flade overflade til en, de beskriver som heterogen, hvilket tvang faldet til at spiralere opad, da det genopstod på meget specifikke måder.

For at ændre måden, hvorpå en dråbe ville vende tilbage, forskerne bemærkede først, at en ineffektiv tilgang ville være at fugtige overfladen - det ville kun resultere i "plopping". I stedet, de startede med at belægge en aluminiumsplade med et nonstick -kemikalie meget som det, der findes i madlavningsspray. De fulgte det op ved at placere en maske på nogle dele af overfladen, mens de efterlod andre udsatte - dem, der blev afdækket, blev badet i ultraviolet lys, hvilket gjorde dem "fugtbare" - vand, der faldt på den, ville sprede sig mere end normalt, inden den vendte tilbage. Især maskerne blev lavet i hvirvelmønstre, der minder om pinwheels.

Når en dråbe vand landede på den behandlede overflade, de dele af den, der ramte de fugtbare spiraler, havde en tendens til at stikke lidt, inden de vendte tilbage. Dem, der ramte de dele, der var blevet maskeret, på den anden side, resterede næsten øjeblikkeligt, fordi de var blevet gjort hydrofobe. Dette førte til "ikke-aksymmetriske spinningskræfter" påført forskellige dele af dråbet på samme tid. Resultatet var vridning af væsken, tvinger dråben til at dreje, da den vendte opad.

Forskerne skabte flere hvirvelmønstre og fandt ud af, at en af ​​dem tvang dråben til at dreje på cirka 7, 300 omdrejninger i minuttet. De foreslår, at deres teknik kan bruges i indsatsen for opsamling af vandkraft, selvrensende enheder eller måske som en måde at afisse flyvinger eller bilruder.

© 2019 Science X Network