Сложные модели движения возникают, когда капли воды конденсируют на смазанной маслом поверхности.
Исследователи из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы заметили, что когда капли воды конденсируются из воздуха на холодную поверхность, покрытую маслом, они начинают сложный «танец». Движение похожее на эффект Чириоса поможет ускорить сбор воды из атмосферы в засушливых регионах, таких как Саудовская Аравия.
На типичной твердой поверхности конденсированные капли «прилипают» к поверхности без движения, пока не накопится достаточная масса, чтобы капля скатилась вниз. Арабские исследователи предположили, что добавление тонкой масляной пленки смажет поверхность, заставляя капли двигаться быстрее и освобождая место для конденсации новых капель. Идея сработала, но не совсем так, как ожидали ученые.
Они наблюдали, как капли конденсата размером от десятков мкм до нескольких мм участвуют в спонтанном и сложном коллективном «танце». Капли скользили, извиваясь подобно змее, пока смазка не иссякла, после этого они перешли на круговое движение. Перераспределив во время движения смазку по поверхности, капли возобновляли свой извилистый «танец».
Сначала они двигались змеевидно, затем перешли к круговым движениям, а затем снова вернулись к змейке. Эти движения происходили в масштабах от микрометров до нескольких сантиметров и продолжались часами.
Маркус Лин, руководитель исследования
Эффект Чириоса заставляет плавающие зерна скапливаться из-за поверхностного натяжения. Его можно наблюдать, например, налив молоко к хлопьям — злаки начнут слипаться. Капли конденсата в масле также притягивались к соседним каплям. При этом движение более крупных капель обусловлено энергией, выделяющейся при поглощении ими более мелких капель.
Исследователи отмечают, что устройства, которые могут эффективно улавливать воду из воздуха путем простой конденсации без затрат энергии, широко востребованы, поскольку в отдельных регионах проблемы с доступом к пресной воде нарастают. Оптимизируя коллективное движение капель, можно значительно увеличить скорость конденсации и, следовательно, разработать более эффективные системы сбора воды, добавляют ученые.
По информации https://hightech.fm/2024/03/11/dancing-drops
Обозрение "Terra & Comp".
