Ny undersøgelse løser mysteriet om, hvordan bløde væskedråber eroderer hårde overflader

Et team af forskere ledet af University of Cambridge har løst et mangeårigt mysterium om, hvordan bløde væskedråber kan erodere hårde overflader, såsom sten og metaller. Denne proces, kendt som væskepåvirkningserosion, er et stort problem i mange industrier, herunder rumfart, energi og fremstilling.

Forskerne fandt ud af, at nøglen til at forstå væskepåvirkningserosion er dannelsen af ​​en tynd væskefilm mellem dråben og overfladen. Denne film tillader dråben at sprede sig og udøve en større kraft på overfladen, hvilket fører til erosion.

Forskernes resultater kan være med til at udvikle nye måder at beskytte overflader mod erosion af væskepåvirkninger. Det kan fx være muligt at anvende belægninger, der forhindrer dannelsen af ​​væskefilmen, eller at anvende dråber med lavere overfladespænding.

Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftet Nature Physics.

Baggrund

Væskepåvirkningserosion er et stort problem i mange industrier, herunder rumfart, energi og fremstilling. Processen opstår, når en væskedråbe rammer en hård overflade, såsom en sten eller metal, med høj hastighed. Dette kan få overfladen til at erodere, hvilket kan føre til problemer som:

* Reduceret effektivitet af motorer og turbiner

* Øget slid på komponenter

* Svigt af strukturer

Mekanismerne bag væskepåvirkningserosion er blevet undersøgt i mange år, men der er stadig meget, der ikke er forstået. Et af de vigtigste mysterier er, hvordan bløde væskedråber kan erodere hårde overflader.

Ny undersøgelse

Den nye undersøgelse, ledet af University of Cambridge, har løst mysteriet om, hvordan bløde væskedråber kan erodere hårde overflader. Forskerne fandt ud af, at nøglen til at forstå væskepåvirkningserosion er dannelsen af ​​en tynd væskefilm mellem dråben og overfladen.

Denne film tillader dråben at sprede sig og udøve en større kraft på overfladen, hvilket fører til erosion. Forskerne kunne bekræfte dette ved at udføre forsøg med væskedråber af forskellig viskositet og overfladespænding. De fandt ud af, at dråber med en lavere viskositet og en højere overfladespænding var mere tilbøjelige til at erodere overfladen.

Forskernes resultater kan være med til at udvikle nye måder at beskytte overflader mod erosion af væskepåvirkninger. Det kan fx være muligt at anvende belægninger, der forhindrer dannelsen af ​​væskefilmen, eller at anvende dråber med lavere overfladespænding.

Betydning

Den nye undersøgelse er et stort gennembrud i forståelsen af ​​væskepåvirkningserosion. Resultaterne kan hjælpe med at udvikle nye måder at beskytte overflader mod denne skadelige proces, som kan have en betydelig indvirkning på mange industrier.