Российские ученые из Тюменского государственного университета обнаружили эффект, позволяющий маленьким каплям левитировать на поверхности других жидкостей. С помощью этого эффекта можно будет изучать поведение вирусов и бактерий. Исследование опубликовано в журнале Applied Physics Letters.
Чтобы капли левитировали в течение некоторого времени (от нескольких секунд до более длительных периодов), нужно непрерывно прикладывать избыточное давление в тонком промежутке между каплей и поверхностью жидкости, над которой она находится. Для этого можно использовать разные методы: например, вибрации, направленные потоки воздуха. Также можно использовать магнитные или акустические методы. Однако во всех из них нужно прикладывать работу к системе или изначально создавать неравновесные условия, чтобы капля могла долго левитировать.
Проводя эксперимент с различными комбинациями несмешивающихся жидкостей, ученые обнаружили удивительный эффект: капли бутилового спирта, падающие с иголки шприца, левитировали над поверхностью силиконовой жидкости в течение десятков минут, хотя обычно такое явление длится несколько секунд. Исследователи объяснили эффект с помощью солютокапиллярной конвекции, которая возникает, когда из-за неравномерного распределения молекул пара от капли на поверхности другой жидкости образуется градиент поверхностного натяжения.
Ученые намерены и далее исследовать влияние разных внешних условий на левитацию капель. Они также отметили, что этот эффект может применяться как в микробиологии для изучения бактерий и вирусов, так и в физике для лучшего понимания переноса тепла и массы в паровых пленках. «Поскольку тема левитации капель довольно популярна, мы ожидаем, что солютокапиллярная конвекционная левитация будет рассматриваться другими исследователями — проблема достаточно интересна с точки зрения моделирования микромасштабного транспорта. Мы также продолжим нашу работу по установлению влияния внешних факторов на эту систему», — рассказала Наталья Иванова из Тюменского государственного университета.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
