Фізики змусили краплі скакати на гелі

Вчені з інститутів США, Франції та Нідерландів пояснили механізм ковзання крапель рідини по м'яких поверхнях, наприклад, гелях. Незвичайний ступінчастий рух крапель виявився наслідком утворення «гребеня» на кордоні трьох фаз, з якого рідина щоразу «скочується». Робота опублікована в.


Автори вимірювали крайовий кут і швидкість розтікання крапель води на поверхні силіконового гелю. Для цього в краплю, поміщену на поверхню, додатково закачували воду, щоб вона почала розповзатися. Спочатку лінія трифазного контакту залишалася на місці (це явище називається пінінг), але крайовий кут змінювався внаслідок збільшення обсягу краплі. При критичному значенні крайового кута (39 3 градуси) лінія контакту «відривалася» і рухалася стрибком.


Головною особливістю нової роботи стало утворення «гребеня» під лінією трифазного контакту внаслідок дії капілярних сил. На звичайних твердих поверхнях цього впливу недостатньо, щоб деформувати підкладку, однак на м'яких субстратах утворюється гребінь. Коли крайовий кут перевищував критичне значення, крапля відривалася і скочувалася. Однак як тільки вона сповільнювалася, утворювався новий гребінь і лінія контакту знову прилипала. Таким чином розтікання краплі відбувалося стрибками.

Явище піннінгу вже добре вивчено, проте вперше експериментально вдалося продемонструвати зв'язок між критичним крайовим кутом і стрибкоподібним рухом на м'яких поверхнях. Автори припускають, що нові дані знайдуть застосування в дослідженні біологічних об'єктів. Крім того, описаний ефект може бути використаний для створення «мікрореометрів» розміром з одну краплю, що дозволяють вивчати властивості течій рідин на масштабах в кілька мікрон.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND