Новини науки

Покривши внутрішні стінки капіляра супергідрофобною плівкою, фінські фізики виявили, що рідини течуть по ньому тим швидше, чим вища їх в’язкість.

Чим вища в’язкість рідини, тим повільніше вона тече — досить порівняти воду з густим медом. Однак в капілярах, внутрішня поверхня яких покрита супергідрофобною плівкою, все відбувається рівно навпаки. Рідини з високою в’язкістю тут течуть швидше — про цей незвичайний ефект розповідається в новій статті, опублікованій в журналі Science Advances.

Супергідрофобне  покриття не змочуються рідинами завдяки своїй мікроструктурі. Як правило, вони являють собою масив крихітних, витягнутих до вістря конусів, між якими зберігаються пакети повітря. Крапля залишається на поверхні, не розтікаючись і легко скочуючись під власною вагою. На площині це відбувається звичайним чином: чим нижча в’язкість рідини, тим швидше вона стікає.

Однак якщо крапля замкнена в межах вузького капіляра, оточена супергідрофобним покриттям з усіх боків, все змінюється. Вона немов повисає в повітряній подушці, причому чим вища в’язкість рідини, тим товстіший і рівномірніший цей повітряний шар. Завдяки цьому така крапля швидше рухається крізь капіляр, ніж крапля рідини з меншою в’язкістю.

Ефект проявляє себе дуже яскраво: в експериментах, які Робін Рас (Robin Ras) і його колеги з фінського Університету Аалто поставили з використанням води і гліцерину, останній рухався по супергідрофобному капіляру в десять разів швидше, хоча в’язкість його в тисячу разів більше, ніж у води.

Течія рідин в капілярах — виключно важливий для нас процес, він відбувається і в нашому організмі, і на величезних установках з переробки нафти. І там, і там для прискорення руху рідини доводиться підвищувати тиск, створюючи додаткове навантаження на стінки капілярів. А в мікрофлюїдці яка використовується в науці, медицині та хімічному аналізі, і це не завжди доступно. Можливо, новий ефект, виявлений фінськими вченими, набуде поширення у всіх цих областях, дозволяючи прискорювати перебіг без підвищеного тиску.