工程师们西北大学已经确定了所需的理想的表面粗糙度的表面保持干燥的水下。
研究小组分析了各种类型的表面,保持干燥,并确定的原因,这是可能的。纹理的表面必须有一个理想的“粗糙度”它保持干燥时淹没在水里很长一段时间。团队观察到山谷的表面粗糙度在纳米级,和有一个宽度小于一微米。然而,这些纳米山谷可以在宏观尺度产生重大影响。
保持干燥欧洲杯线上买球的科学
由保罗·琼斯
更好的理解表面的方式能够有效地转移水使偏转特性可以利用大规模在范围广泛的行业,包括运输管道涂料和防污表面。
“诀窍是用粗糙表面的化学和规模促进蒸汽形成的,我们可以利用我们的优势,“理论机械工程师Neelesh a . Patankar说,他领导了这项研究。
“当山谷都小于1微米宽,口袋里的水蒸气或气体积聚在水下蒸发或泡沫,就像一滴水蒸发而不用煮。这些气体口袋转移水,保持表面干了,”他说。
该研究小组展示和解释了纳米力学参与帮助水下表面保持干燥。他们使用各种类型的材料进行了研究,一些所需的表面粗糙度,和一些没有。欧洲杯足球竞彩实验进行一段时间的四个月,在此期间样品的纳米级粗糙度保持干燥。团队将其他样品在严酷的环境下,他们还保持干燥。在这种严酷的环境下,周围的液体是没有溶解气体。
“这是惊人的和我们所希望的,”机械工程教授Patankar说麦考密克工程和应用科学学院。欧洲杯线上买球“我的实验室喜欢无视正常的经验。在这项工作中,我们寻找的属性操作水相变我们知道。”
一些水生昆虫,包括水和水黾bug,使用相同的表面粗糙度的策略。这些昆虫有小头发的身体表面。这些头发之间的间距小于一微米,这使保留头发之间的气体。
“这些gas-retaining昆虫有表面性质符合我们的预测,使他们能够保持干燥很长一段时间,“保罗·r·琼斯说,这项研究的第一作者。他是一个博士生Patankar的研究小组。
表面的纳米结构是研究的重点。这种结构在纳米尺度上类似于地毯的材质是由特殊海拔之间的valley-shaped毛孔。当表面淹没在水里,水试图坚持特殊小海拔的顶部,和空气和水蒸气valley-shaped毛孔中积累。困水蒸气和空气腔相结合,形成了气体层,防止水分渗入表面。
“当我们看着粗糙表面在显微镜下,我们可以清楚地看到空的差距——保护水蒸气,“Patankar说。
直到现在,研究人员已经无法阻止水蒸气冷凝在毛孔内,导致表面弄湿。然而,分子阻止这一过程的关键已经发现的团队。他们表明,当山谷的宽度小于一微米,他们有能力包含困气和空气的气体状态。这增加的强度密封,防止潮湿。
研究论文,题为“保持干燥的表面在水里,”发表在《科学报告。
瑞士苏黎世联邦理工学院的研究人员,麻省理工学院,芝加哥伊利诺伊大学,丹麦、大学和亚利桑那州立大学也参加了这项研究。
所支持的研究项目对可持续发展和能源在西北(ISEN)。