這里是科學美國人——60秒科學
液體撒到地面時會四處飛濺 。但如果你是一個用小便器小便的男性,或者更重要的,如果是受感染的血液樣本這樣的危險液體,你會想防止液體飛濺 。換而言之:
“如果發生意外,你希望它僅僅落在表面上 。讓液滴作為整體留在那里 。”
Alfonso Castrejón-Pita是是牛津大學的工程學教授 。
“可以想象一下,如果你(實驗室)的工作臺上鋪滿了這些材料,那會變得更加安全 。廚房也是一樣 。假設你現在在廚房里,你正在處理生雞,你最不想發生的就是讓液體濺出來,因為在你處理生肉時,這可能會讓你被傳染沙門氏菌或接觸到其他不好的東西 。”
他和同事發現,接觸面越柔軟,飛濺程度越小 。該研究結果發表在《物理評論快報》期刊上 。
研究人員準備了一堆會變得愈發濕軟的硅膠表面,然后從不同高度滴放乙醇液滴 。他們用超慢動作鏡頭記錄下了液滴飛濺的視頻,超慢鏡頭每秒鐘可以記錄10萬多幀 。他們發現,在最柔軟的表面,液體幾乎不會產生飛濺現象 。
目前來看一切聽起來都是可以預測的 。但是,液體飛濺的計算機模型揭露了有趣的細節 。
當液體與物體表面接觸時,液滴的底部會變平,同時壓力會增加 。然后壓力會向邊緣擴散 。如果表面太硬,高壓就會產生小液滴,這些小液體是主液滴邊緣發生爆炸所產生的 。但是,最柔軟的表面會影響墜落到表面的液滴,這就能阻止由于壓力過大而產生液滴爆裂的現象 。
不幸的是,你不會在小便池或者實驗室看到粘糊糊的涂料,因為這些防濺材料過于脆弱 。
“最柔軟的材料非常脆弱,所以不能用它們制成實驗室的工作臺,這些材料非常容易損壞 。”
在液體淪為歷史的垃圾箱或廁所之前,我們需要可以經受住日常磨損、柔軟耐用的鍍膜材料 。
謝謝大家收聽科學美國人——60秒科學 。我是瑞安·曼德爾鮑姆 。
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