Как ученые научили «танцевать» капли воды

17.03.2021 От Геннадий 0
капля татец

Любая капля воды может танцевать. Все, что для этого нужно, — это правильный танцпол.

Стенограмма- перевод содержания этого видео:

Бьюсь об заклад, вы никогда не видели, чтобы вода делала это: крутилась и крутилась, как танцор в полете. Бывает, когда капля попадает на водоотталкивающую поверхность с особым рисунком. Эти акробатические прыжки были записаны китайскими учеными, исследующими новые способы управления водой.

Чтобы понять, что они сделали, давайте вернемся назад и посмотрим, что Исаак Ньютон сказал о подпрыгивающих объектах. Согласно Ньютону, когда объект ударяется о твердую поверхность, часть энергии удара переводится в отскок. Представьте, как мяч ударяется о бетон. Если мяч летит прямо вниз без вращения, он должен снова отскочить вверх. То же самое и с каплей воды на водоотталкивающей поверхности. Теоретически капля должна отскакивать прямо вверх — никаких изысков.

Но исследователи создали узор из липкого материала на поверхности, к которой прилипает вода.Вода, соприкасающаяся с липкими пятнами, отскакивает медленнее, чем вода, касающаяся репеллентной поверхности, и это заставляет капли вращаться. Измените рисунок клея, и вы измените форму танцующей капли.

Исследователи создали водовороты, полумесяцы и пунктирные круги, каждый из которых заставлял воду вести себя по-разному, иногда даже качаясь вбок.

Ученые также показали, как можно собирать энергию капель. Они создают поверхность с магнитным подвешиванием. Когда капля приземлилась на поверхность и отскочила, она толкнула пластину и заставила ее вращаться. Это новый вид гидроэнергетики. И на пике, эти капли вращаются со скоростью 7300 оборотов в минуту.

Итак, помимо создания балета из капель воды, ученые также нашли новый способ сбора энергии.И их работа может помочь в разработке самоочищающихся крыльев самолета. А пока достаточно иметь удовольствие наблюдать за прыжками и пируэтами этих танцующих дропов.

Как стало понятным из видео выше, доктор Сун и его команда из Института химии Китайской академии наук изучают, как поверхности взаимодействуют с каплями воды. Оказалось, что исследование применимо везде, от лобового стекла вашего автомобиля до крыльев самолета.

Чтобы сделать нужные поверхности, исследователи покрыли небольшие глиноземные пластины супер водоотталкивающим покрытием. Затем ученые подвергли пластины воздействию ультрафиолетового света, чтобы создать водный клей на поверхности покрытия. Вода, которая коснулась липкого рисунка, отскочила намного медленнее, чем вода, коснувшаяся остальной части водонепроницаемой пластины. Эта разница в скорости заставила отскакивающую каплю вращаться.

Обычно, когда капля воды ударяется о ровную поверхность, она сразу же отскакивает вверх. Но в этом случае капли отскакивают вправо или влево или закручиваются по спирали, в зависимости от рисунка пластины. Доктор Сонг и его команда построили полумесяцы, вертушки и один рисунок, который напоминает круг, разделенный на три изогнутые линии. Изменяя узор на пластине, исследователи могут существенно контролировать хореографию танцующей капли.

«Симметрия узоров очень важна для поведения капли», — сказал д-р Сонг. «Еще один фактор — размер рисунка должен быть сопоставим с размером капли».

Команда опубликовала свои результаты ранее в этом месяце в журнале Nature Communications .

Доктор Сонг записал, что некоторые капли вращаются со скоростью около 7300 оборотов в минуту, когда они отскакивают от специальной поверхности. По словам доктора Сун, в будущем эта технология может быть полезна при разработке самоочищающихся лобовых стекол автомобилей, размораживания крыльев самолетов или даже для использования энергии капель дождя.

А пока мы можем просто наслаждаться сладкими движениями капель.

(Visited 1 times, 1 visits today)