Ett team av forskare under ledning av University of Cambridge har löst ett långvarigt mysterium om hur mjuka vätskedroppar kan erodera hårda ytor, som stenar och metaller. Denna process, känd som vätskepåverkanserosion, är ett stort problem i många industrier, inklusive flyg, energi och tillverkning.

Forskarna fann att nyckeln till att förstå vätskepåverkanserosion är bildandet av en tunn film av vätska mellan droppen och ytan. Denna film gör att droppen kan spridas ut och utöva en större kraft på ytan, vilket leder till erosion.

Forskarnas resultat kan hjälpa till att utveckla nya sätt att skydda ytor från vätskepåverkan. Det kan till exempel vara möjligt att använda beläggningar som förhindrar bildandet av vätskefilmen, eller att använda droppar med lägre ytspänning.

Studien är publicerad i tidskriften Nature Physics.

Bakgrund

Erosion av vätskepåverkan är ett stort problem i många industrier, inklusive flyg, energi och tillverkning. Processen inträffar när en vätskedroppe träffar en hård yta, såsom en sten eller metall, med hög hastighet. Detta kan göra att ytan eroderar, vilket kan leda till problem som:

* Minskad effektivitet hos motorer och turbiner

* Ökat slitage på komponenter

* Fel i strukturer

Mekanismerna för vätskepåverkanserosion har studerats i många år, men det finns fortfarande mycket som inte är förstått. Ett av de viktigaste mysterierna är hur mjuka vätskedroppar kan erodera hårda ytor.

Ny studie

Den nya studien, ledd av University of Cambridge, har löst mysteriet om hur mjuka vätskedroppar kan erodera hårda ytor. Forskarna fann att nyckeln till att förstå vätskepåverkanserosion är bildandet av en tunn film av vätska mellan droppen och ytan.

Denna film gör att droppen kan spridas ut och utöva en större kraft på ytan, vilket leder till erosion. Forskarna kunde bekräfta detta genom att utföra experiment med vätskedroppar med olika viskositet och ytspänning. De fann att droppar med lägre viskositet och högre ytspänning var mer benägna att erodera ytan.

Forskarnas resultat kan hjälpa till att utveckla nya sätt att skydda ytor från vätskepåverkan. Det kan till exempel vara möjligt att använda beläggningar som förhindrar bildandet av vätskefilmen, eller att använda droppar med lägre ytspänning.

Betydlighet

Den nya studien är ett stort genombrott i förståelsen av vätskepåverkanserosion. Resultaten kan hjälpa till att utveckla nya sätt att skydda ytor från denna skadliga process, som kan ha en betydande inverkan på många industrier.