Wbrew grawitacji
Guo i Vorobyev, którzy badając wpływ oddziaływania lasera femtosekundowego na różne metale znacząco ulepszyli żarnik tradycyjnej żarówki, informują o kolejnym ważnym odkryciu. Tym razem udało im się tak zmienić powierzchnię metalu, że znacząco wzmocnili zjawiska kapilarne zachodzące na styku woda-metal. Ich prace mogą pomóc w produkcji wykorzystujących ciecz systemów chłodzących układy scalone. Możemy zmienić strukturę powierzchni niemal każdego metalu tak, że jesteśmy w stanie kontrolować sposób, w jaki reaguje on z przepływającym płynem. Możemy kontrolować kierunek tego przepływu i zdecydować, czy w ogóle płyn ma się przemieszczać - mówi Chunlei Guo.
Wraz z Anatoliyem Vorobyevem jest on w stanie stworzyć taką powierzchnię, która spowoduje, iż dzięki zjawiskom kapilarnym płyn będzie przemieszczał się z prędkością 1 centymetra na sekundę. Przy wielkościach liczonych w skali nano molekuły metalu oddziałują na molekuły wody silniej, niż inne molekuły wody. To pozwala na przepływ. Stworzenie za pomocą lasera odpowiednich kanałów na powierzchni metalu umożliwia sterowanie tym przepływem.
Na udostępnionym filmie możemy zobaczyć, jak woda błyskawicznie "wspina się" po powierzchni metalu.
Komentarze (8)
krzysiek, 4 czerwca 2009, 13:11
Hmm, a jakby zamknąć obieg wody to sama z siebie będzie płynąć w kółko? a jakby jeszcze dołożyć do tego coś co będzie poruszane przy okazji... jakiś wiatraczek np ;-)
amperion, 4 czerwca 2009, 14:34
takie zjawisko zacgodzi w drzewach tyle ze wolniej, i nie jest transportowana tylko wchłaniana, no ewentualnie "transportowana" co nie znaczy ze na samej górze się wylewa jak z kranu, trzeba by uzyc takiej samej siły zeby ja z tamtąd wydostac co zostało uzyte na wciągnięcie jej tam, no chyba zobaczę to na własne oczy :-P hhaha :-) fajna rzecz tak przy okazji
krzysiek, 4 czerwca 2009, 15:27
Jest transportowana wewnątrz komórek (gdzieś czytałem, że komórki drzewa mogą mieć do kilku metrów długości). Zjawisko to zachodzi zarówno w drzewach, szklankach jak i rurkach do drinków.
Jak zrobisz dziurę w drzewie to zacznie z niego coś wyciekać, więc analogia do niezakręconego kranu wydaję się być trafną :^)
Różnica jest jednak taka, że tutaj 1. nie potrzebna rura, 2. można dowolnie wyznaczyć trasę wody. O wiele ciekawiej wyglądałby taki filmik jakby z tego materiału zrobić szklankę, z której woda sama ucieka zaraz po nalaniu albo np płynie w kółko, po wyznaczonym okręgu... no chyba, że tak nie popłynie. Jakby popłynęła to.. no właśnie, nie powinna się poruszać sama z siebie bez dostarczania energii z zewnątrz.
wilkoquak, 4 czerwca 2009, 17:13
@krzysiek: w szklankach i rurkach nie zachodzi, chyba ze widziałeś kiedyś takie zjawisko. nie zachodzi, bo do tego efektu (zjawisko kapilarne), potrzebna jest bardzo cienka rurka - kapilara (raczej <= 1 mm).
to nie jest zadne nowo odkryte zjawisko i perpetuum mobile z tego nie zrobisz ;)chodzi o to, że im udało się uzyskać ten efekt na powierzchni metalu a nie wewnątrz rurki.
PS: nie da się zmontować takigo systemu, zeby woda sama się przelewała górą rurki bo efekt polega na tym, że ciecz "łapie" scianki kapilary które są NAD nią
jotunn, 4 czerwca 2009, 17:35
Wydaje mi się, że w tym wypadku zjawisko "podciągania" wody wbrew grawitacji nie jest wprost związane ze zjawiskami kapilarnymi - które z definicji występują w kapilarach.
Tutaj chodzi raczej o taką modyfikację podłoża by adhezja na styku podłoże-woda była większa niż jej kohezja lub inaczej powstaje materiał o swobodnej energii powierzchniowej większej lub równej napięciu powierzchniowemu wody, w którym to przypadku kąt zwilżenia jest zerowy czyli powierzchnia jest zwilżalna.
Nie zajdzie więc zjawisko sugerowane przez niektórych, że woda ucieknie lub będzie płynąć w kółko, po prostu rozpłynie się cienką warstwą po całej zmodyfikowanej powierzchni.
krzysiek, 4 czerwca 2009, 17:54
racja, zapędziłem się
Hmm, a jakby szklanka miała krawędź tak wygięta na górze żeby woda spływała z krawędzi grawitacyjnie ? ;^)
shg, 4 czerwca 2009, 18:04
Zachodzi, to dokładnie to samo zjawisko, tylko inaczej się objawia. W grubych rurach nie za bardzo jest co obserwować, bo upraszczając, przeszkadza napięcie powierzchniowe i grawitacja. Aczkolwiek ciecz po ściankach się wspina, o ile oczywiście oddziaływania ścianka-ciecz są silniejsze niż oddziaływania ciecz-ciecz, czyli jeżeli ciecz zwilża ściankę.
Przelać, się nie przeleje, ale wyparować może, tak że wewnątrz kapilary ciecz będzie płynąć. Perpetuum mobile niestety z tego nie będzie, energia potrzebna do odparowania nie bierze się znikąd.
No i niekoniecznie "nad", w bok i w dół też działa, podobnie w wypadku braku grawitacji.
Zjawiska kapilarne opierają się właśnie na oddziaływaniach ciecz-powierzchnia, różnica polega jedynie na kształcie, ale idea jest ta sama.
Kąt zwilżania mniejszy od 90°, a nie równy zero.
Przeszkodzi napięcie powierzchniowe. Chyba żeby krawędź była tak bardzo wygięta, żeby kończyła się poniżej poziomu cieczy, wtedy grawitacja zadziała na korzyść, a napięcie powierzchniowe i powinowactwo cieczy do ścianki pomoże w uzyskaniu... prymitywnego lewara.
wilkoquak, 19 czerwca 2009, 00:08
@sgh: zachodzi ale nie w takim stopniu jak w kapilarze. tego już mi się nie chciało pisać
w sumie to mało niezwykłe doświadczenie ;]