Ett team av fysiker vid University of Edinburgh som arbetar med en infektions- och immunitetsspecialist vid universitetets Roslin Institute har, genom experiment, validerat en teori för att förklara varför färg torkar i samma hastighet oavsett fuktighetsnivåer. Studien publiceras i Physical Review Letters .
Sunt förnuft talar för att färg bör torka snabbare på ett utomhusstängsel en torr dag än när det är fuktigt eftersom avdunstning sker snabbare när luften runt en vätskekälla är torrare. Men anekdotiska bevis tyder på att detta inte är fallet för färg och andra vätskor. För sex år sedan utvecklade kemisten Jean-Baptiste Salmon och kollegor en teori för att förklara varför så är fallet. De föreslog att det beror på att stora molekyler i vätskan dras till ytan under avdunstning och bildar ett "polarisationsskikt" som hämmar avdunstning och i förlängningen torkning. I denna nya ansträngning genomförde forskargruppen ett experiment för att testa denna teori.
Forskarna borrade fem hål i en knäböjd, rund cylinder och satte in glaskapillärrör i horisontellt läge - var och en förseglade sedan på plats. De tillsatte sedan en mängd polyvinylalkohol i cylindern, som de placerade på en våg. De hällde ett tunt lager olja ovanpå vätskan för att förhindra ytavdunstning.
Den sista handen innebar att placera en RH-kontrollerad luftflödeslåda över cylinderns topp för att möjliggöra kontroll av fuktighetsnivåer. Teamet körde sedan flera 17-timmarsförsök för att bestämma avdunstningshastigheter (med hjälp av skalan för att mäta hur mycket vätska som avdunstat) från rören vid olika fuktighetsnivåer, från 25 % till 90 %.
Forskarna fann att som väntat förblev avdunstningshastigheterna konstanta i cirka tre timmar. Men sedan rasade priserna, som teoretiserades av Salmon, oavsett luftfuktighetsnivåer. Avdunstningshastigheten minskade inte när luftfuktigheten ökade under de första tre timmarna. Teorin verkade dock bara hålla för luftfuktighetsnivåer på upp till 80 % – vid högre hastigheter än så saktade avdunstningen, vilket teamet antyder troligen berodde på någon annan kraft.
Forskarna föreslår att deras arbete kan ha medicinska tillämpningar eftersom nyare forskningsansträngningar har visat att andningsdroppar tenderar att bilda hud som liknar de som ses i experimentapparaten.
Mer information: Max Huisman et al, Avdunstning av koncentrerade polymerlösningar är okänslig för relativ fuktighet, Fysiska granskningsbrev (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.248102
Journalinformation: Fysiska granskningsbrev
© 2023 Science X Network
