Физики из Университета Бата изучают странное явление, которое позволяет капелькам воды левитировать и даже подниматься в гору. Когда капли воды на нагретой поверхности достигают определенной температуры, поверхность капель начинает быстро кипеть, позволяя ей плавать или левитировать на испаренном паре газа. Это известно как эффект Лейденфроута и обычно наблюдается при приготовлении пищи – при опрыскивании водой на горячей кастрюле, которая находится выше точки Лейденфроуза, капельки скользят по кастрюле и занимают больше времени, чтобы испариться.
Исследователи, студенты-магистранты Alex Grounds и Richard Still, посмотрели, как капли движутся на разных текстурированных поверхностях, нагреваемых при различных температурах.
Их исследование, опубликованное в престижном журнале Nature Reports Scientific Reports, показало, что они могут изменить направление движения капель, изменив температуру храповой поверхности.
Они также обнаружили, что капельки могут быть сделаны, чтобы подняться по крутому склону – острее зубы поверхности, более крутой уклон, на который они смогли подняться.
Alex Grounds, который сейчас учится в MSc Innovation and Technology Management at Bath, сказал: «Эффект Лейденфроста известен на протяжении веков, но мы по-прежнему не совсем понимаем физику за всеми замечательными последствиями.
«Мы считаем, что капли меняют направление в зависимости от того, насколько быстро испаряется газ с поверхности капли и насколько капелька левитируется, в сочетании с эффектом текстурированной поверхности, что позволяет ей двигаться вперед и даже идти в гору.
«Мы обнаружили, что чем резче зубы на поверхности, тем круче капли могут подниматься, что, по нашему мнению, связано с более эффективной теплопередачей храповой поверхности».
Проект курировал д-р Kei Takashina, преподаватель физики в бане. Он добавил: «Этот проект действительно захватил воображение студентов. В этом году выпускники последнего года продолжают эту работу, пытаясь понять сложную физику, окружающую это известное явление.
«В будущем эти знания могут быть использованы для разработки более сложных методов контроля малых капель и передачи тепла, например, для проектирования систем охлаждения без движущихся частей».”