Ett team av forskare som är anslutna till flera institutioner i Kina har hittat ett sätt att tvinga vätskedroppar till spiral när de återhämtar sig efter att ha landat på en manipulerad yta. I deras tidning publicerad i tidningen Naturkommunikation , gruppen beskriver hur deras metod fungerar och möjliga tillämpningar.
De flesta människor är väl medvetna om vad som händer när en droppe vatten eller annan vätska faller på en plan yta - det återhämtar sig på slumpmässiga sätt, gör ganska ofta röra. I denna nya insats, forskarna ändrade den släta plana ytan till en som de beskriver som heterogen, vilket tvingade droppen att spiral uppåt när den återhämtade sig på mycket specifika sätt.
För att ändra hur en droppe skulle återhämta sig, forskarna noterade först att ett ineffektivt tillvägagångssätt skulle vara att blöta ytan - det skulle bara resultera i "ploppning". Istället, de började med att belägga en aluminiumplatta med en nonstick -kemikalie som liknar den som finns i matlagningssprayer. De följde upp det genom att placera en mask på vissa delar av ytan medan de lämnade andra utsatta - de som lämnades otäckta badades i ultraviolett ljus, vilket gjorde dem "vätbara" - vatten som tappades på den skulle spridas mer än normalt innan den återhämtade sig. I synnerhet, maskerna gjordes i virvelmönster som påminde om nålhjul.
När en droppe vatten landade på den behandlade ytan, de delar av den som träffade de vätbara spiralerna tenderade att fastna lite innan de återhämtade sig. De som träffade de delar som hade maskerats, å andra sidan, reste sig nästan omedelbart, eftersom de hade gjorts hydrofoba. Detta ledde till att "icke-axelsymmetriska snurrande krafter" applicerades på olika delar av droppen samtidigt. Resultatet blev vridning av vätskan, tvingar droppen att snurra när den återhämtade sig uppåt.
Forskarna skapade flera virvelmönster och fann att en av dem tvingade droppen att snurra på ungefär 7, 300 varv per minut. De föreslår att deras teknik kan användas i insamlingsinsatser för vattenkraft, självrengörande enheter eller kanske som ett sätt att avisar planvingar eller bilruta.
© 2019 Science X Network
