Et stænk er alt i vinklen

Et stænk afhænger af vinklen på en væske, når den rammer og bevæger sig langs en overflade, ifølge en ny undersøgelse fra Queen Mary University of London.

Hvis en dråbe rammer en tør, fast overflade hurtigt nok, vil den sprøjte, og det er nødvendigt at kunne forudsige stænk i et stort antal applikationer, fra højhastighedsbelægning, inkjet print, sygdomsspredning, afgrødesprøjtning og jorderosion.

I dette studie, udgivet i Fysisk gennemgangsbreve , forskerne så på en overflades evne til at frastøde eller tiltrække en væske og den rolle, denne spiller ved sprøjt.

De fandt ud af, at vinklen dannet af en dråbes bevægelige forside, når den spredes langs en overflade ved stød, kendt som den dynamiske kontaktvinkel, giver oplysninger om, hvorvidt en overflade vil sprøjte eller ej.

Hvor meget en overflade tiltrækker eller frastøder en væske er kendt som befugtning-hvis den tiltrækker, er den en befugtende overflade, og hvis den frastøder, er den en ikke-befugtende overflade.

Det er første gang, den dynamiske kontaktvinkel er blevet undersøgt ved høje hastigheder, og dette nye fund giver et ekstra stykke information, der viser sig at være afgørende for at forudsige, om et påvirkende fald vil sprøjte eller ej.

Tidligere har man forstod, at vinklen på en væske, dannet af en statisk dråbe på en overflade, bør bruges til at bestemme befugtbarhed, men denne undersøgelse viser, at den ikke længere er relevant. I stedet er det den dynamiske kontaktvinkel, der styrer sprøjt.

En direkte og enkel anvendelse af denne undersøgelse er, at der kan opnås stænkfrie belægninger ved at forbehandle sprøjteoverfladerne for at gøre dem mere fugtbare.

Dr. Rafael Castrejon-Pita, hovedforfatter af undersøgelsen fra Queen Mary University of London, sagde:"Vores papir viser, at den dynamiske kontaktvinkel og væskeegenskaberne afgør, om en dråbe vil sprøjte eller ej, og vi viser, at traditionelle metoder til at karakterisere sprøjtning ikke adskiller sprøjteadfærden mellem væsker.

"I betragtning af en vis slaghastighed, Det vil være lettere at sprøjte, hvis et substrat ikke er fugtbart, snarere end hvis det var befugteligt. "

Eksperimenterne bestod i at tage højhastighedsvideoer for at undersøge, om en dråbe spreder sig eller sprøjter ved stød i overflader med forskellige befugtningsegenskaber.

Undersøgelsen dækkede også en lang række overflader, herunder fugtbare, hydrofob, og superhydrofob. Ud over, forskerne brugte forskellige væsker, herunder vand, ethanol og en opløsning af glycerol.

De fleste tidligere undersøgelser var fokuseret på en enkelt væske og en enkelt overflade.