Droppar som träffar flygplanets plätering kan bryta den skyddande filmen av anti-isbildningsvätska och lämna kvar torra ställen som är känsliga för farlig frysning. På liknande sätt kan smorda delar i en industrimaskin förlora sitt skydd mot friktion om fallande droppar sticker hål i filmen. Publicerad i Fluid , den senaste delen i en serie studier med pråliga slo-mo-experiment av Skoltech-forskare och deras kollega från York University återbesöker denna process, den här gången förvandlas från vatten till mer trögflytande vätskor. Fynden är viktiga för att förbättra anti-isningsbehandling och smörjprotokoll.

"Industriella processer som involverar anti-isningsbehandling och smörjning kräver att du bibehåller en kontinuerlig flytande film över hela ytan av intresse", förklarade studiens första författare, seniorforskare Viktor Grishaev från Skoltech. "Men om ytans natur är sådan att den stöter bort vätska, kan själva handlingen att fylla på filmen genom att spraya vätska på ytan skapa känsliga torra fläckar på grund av droppkollisioner med filmen. Vår studie förklarar när det händer och hur för att minimera risken att det händer."

Det finns tre huvudparametrar som ingenjörer kan kontrollera för att undvika att filmen går sönder. Dels är tjockare filmer svårare att bryta, eftersom kollisionen i så fall måste skapa en större krater, annars kommer den att stängas och inte bilda ett stabilt hål. Om du antar att tjockleken på filmen är fixerad kan du minska slagenergin och därför undvika att nå kritisk kraterstorlek genom att justera en eller båda av de två droppparametrarna:Du behöver antingen mindre droppar eller de som rör sig långsammare.

"Vår empiriskt grundade modell knyter ihop alla dessa parametrar och gör förutsägelser som stämmer väl överens med experimentet," kommenterade Grishaev. "Denna senaste studien i serien förklarar dessutom det faktum att till skillnad från med vatten, kommer en trögflytande vätska - du kan föreställa dig honung eller ett smörjmedel - att förlora en betydande del av droppens slagenergi till friktion, både mellan molekylerna i droppen eftersom den deformeras av kollisionen och mellan molekylerna i själva filmen när de trycks bort från mitten av den öppna kratern."

Med sina nya insikter i interaktionen mellan påverkande droppar och flytande filmer, ger studien verktyg för att förstå och förbättra industriellt betydelsefulla processer som involverar liknande fenomen. Dessa kan variera från regn som faller på ett flygplan när det är redo för start till en vattenspray som kyler en nytillverkad varm metalldel.

Släta hydrofoba beläggningar kan vara mer effektiva för avisning av flygplan