Ученые использовали сверхскоростные камеры, чтобы запечатлеть момент, когда капли жидкости соединяются друг с другом, что дает уникальное представление о динамике жидкости, которую человеческий глаз не видит в повседневной жизни.
Ученые поняли, как смешиваются капли жидкостей
University of Leeds

Используя экспериментальную установку, включающую две синхронизированные высокоскоростные камеры (одну, снимающую сбоку, и вторую, смотрящую вверх сквозь предметное стекло), исследователи смогли изучить взаимодействие двух отдельных капель, одна из которых для наглядности была окрашена в синий цвет.

На отснятом материале видно, как голубая капля словно накрывает прозрачную каплю, будто одеялом, создавая струю, которая образуется менее чем за 15 миллисекунд (15 тысячных секунды), а поверхностное натяжение предотвращает смешивание.

Установка для изучения смешения капель University of Leeds

«Учитывая достаточное расстояние между каплями с одинаковым поверхностным натяжением, поверхностная струя оказывается сверху прозрачной капли, — объясняет автор исследования Томас С. Сайкс из Университета Лидса. — Обработка изображений показывает, что эта струя является результатом поверхностного потока, вызванного ударной инерцией и неподвижной линией контакта».

Смешение двух капель University of Leeds

Но процесс не всегда протекает одинаково. Поверхностная струя может быть усилена или даже подавлена, в зависимости от поверхностного натяжения. Это пример явления, называемого эффектом Марангони, который влияет на массообмен вдоль границы раздела между двумя жидкостями.

Для чего же был нужен столь забавный эксперимент? Понимание динамики жидкости может привести к новым достижениям в области 3D-печати. «Разработанные методы визуализации открыли новые возможности, — объясняет инженер-механик Марк Уилсон из Университета Лидса. — Мы смогли обнажить внутренние потоки, несмотря на динамичность процесса».

Понравилась статья?
Самые интересные новости из мира науки: свежие открытия, фотографии и невероятные факты у вас на почте.
Спасибо.
Мы отправили на ваш email письмо с подтверждением.