Forvrængning er ikke en hæmsko for væskeoverskridende partikler

Noget spændende fysik kan findes ved grænsefladerne mellem væsker, især hvis de er skrævede af partikler som proteiner eller støvkorn. Når det placeres mellem ikke-blandbare væsker såsom olie og vand, en række forskellige processer, herunder intermolekylære interaktioner, vil få partiklerne til at bevæge sig rundt. Disse bevægelser er karakteriseret ved den modstandskraft, som partiklerne oplever, hvilket i sig selv menes at afhænge af i hvilken grad de forvrænger væskegrænseflader. Indtil nu, imidlertid, eksperimenter, der undersøger den spændende effekt, har endnu ikke fuldt ud bekræftet indflydelsen af ​​denne forvrængning. I ny forskning offentliggjort i EPJ E , et hold ledet af Jean-Christophe Loudet ved universitetet i Bordeaux, Frankrig, viste, at modstandskraften oplevet af væskeoverskridende partikler er mindre påvirket af grænsefladeforvrængning end tidligere antaget.

Da modstandskræfter er allestedsnærværende i væsker, holdets opdagelse kan være relevant for de selvsamlende egenskaber hos en lang række arter, som kan holde fast, eller 'adsorberes' til væskeoverflader, inklusive nano- og mikropartikler, proteiner, og andre grupper af molekyler. For de relativt store partikler, der er undersøgt af Loudet og kolleger, grænsefladeforvrængninger opstår fra den flydende vægt af skrævende partikler. Denne kraft producerer buede menisker i begge væsker, svarende til kurverne fundet på overfladen af ​​vand, når det rører et glas.

I deres undersøgelse, forskerne nærmede sig dette problem numerisk ved hjælp af teknikker til simulering af flerfasestrømme, i stand til præcist at beskrive, hvordan grænsefladedynamikken var koblet til strømninger i hovedparten af ​​hver væske. Dette gjorde det muligt for dem at udforske, hvordan modstandskræfter påvirkes af grænsefladedeformationer, som afhænger af faktorer, herunder tætheden af ​​de to væsker og partiklen, og kontaktvinklerne mellem de tre stoffer. Loudets team afslørede, at for nogle værdier af disse parametre, store trækkræfter svarer ikke nødvendigvis til store grænsefladeforvrængninger, og at lavere modstandskræfter endda kan nås gennem ikke-flade forvrængninger.