När en vätskedroppe placeras på en yta kan den antingen breda ut sig eller bilda ett sfäriskt lock, beroende på ytans kemi och vätskans egenskaper. Om ytan är hydrofil (vattenälskande) kommer droppen att breda ut sig, medan om ytan är hydrofob (vattenhatande) kommer droppen att bilda ett sfäriskt lock.
I fallet med en vätskedroppe på en yta med små partiklar kan droppen växa runt partiklarna och bilda en "kapillärbrygga". Kapillärbryggan bildas eftersom partiklarna fungerar som kärnbildningsställen för vätskan, och vätskemolekylerna attraheras till partiklarna och varandra.
Forskarna utvecklade en teoretisk modell som beskriver hur kapillärbron växer över tid. Modellen tar hänsyn till vätskans ytspänning, kontaktvinkeln mellan vätskan och ytan samt storleken på partiklarna.
Modellförutsägelserna jämfördes med experimentella mätningar av tillväxt av kapillärbryggor, och de två visade sig stämma överens. Detta visar att modellen är korrekt och kan användas för att förutsäga hur kapillärbroar kommer att växa på en yta.
Forskarna säger att modellen skulle kunna användas för att designa ytor som främjar eller hämmar tillväxten av kapillärbryggor. Detta kan ha tillämpningar inom en mängd olika områden, såsom:
* Självrengörande ytor:Kapillärbryggor kan användas för att transportera vätskedroppar över en yta, vilket kan användas för att skapa självrengörande ytor.
* Mikrofluidik:Kapillärbryggor kan användas för att kontrollera vätskeflödet i mikrofluidikanordningar, som används i en mängd olika applikationer, såsom läkemedelstillförsel och lab-on-a-chip-enheter.
* Bioprinting:Kapillärbryggor kan användas för att avsätta droppar av biobläck på en yta, som kan användas för att skapa 3D-strukturer för vävnadsteknik.
Forskarna säger att modellen är ett värdefullt verktyg för att förstå hur droppar växer runt små partiklar på en yta. Denna kunskap kan leda till nya sätt att kontrollera tillväxten och formen på droppar, som har tillämpningar inom en mängd olika områden.
