科学家们发现为什么带电液滴在热表面反弹逐步走高

跳跃的莱顿弗罗斯特滴

来源:©皇家化学&#必威手机登陆24517;威官网下载app学会的

动态的乙醇莱顿弗罗斯特液滴在电场。覆盖的总时间(b)和(c)大约是9秒

荷兰和中国的研究人员发现他们可以让小液滴在热表面像弹力球运球通过应用一个电场。滴的质量和电荷的变化随着时间的推移逐渐让它反弹走高,似乎无视万有引力。

灵感来自一个视频显示液滴轨道带电织针在国际空间站,桑德Wildeman特文特大学的曹国伟的太阳从清华大学想调查带电液滴的行为在一个强大的电场。重力是地球上的一个问题,我们想让水滴没有摩擦在太空一样,“Wildeman解释道。这就是为什么他们决定在莱顿弗罗斯特滴做调查,以非常小的摩擦。

来源:桑德Wildeman

Wildeman最初的实验使用带电聚四氟乙烯棒产生静电力使乙醇液滴在热表面反弹

莱顿弗罗斯特效应可以观察到当添加水滴表面很热。而不是立即蒸发可以预料,表面几乎无摩擦,因为他们周围的水滴蹦跳徘徊在自己的薄膜蒸汽——一些你经常看到当下降水热锅上。

Wildeman和太阳设置钢球连接到直流电源过热铝板7毫米以上。沉积水、乙醇或perfluorohexane滴到板上,这个团队很惊讶当他们看到水滴反弹逐步走高。

跳跃的莱顿弗罗斯特滴过度充电

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当电压过高(> 4 kv)乙醇液滴(a和b)变形而暴力电火花破裂的水滴(c和d)

我们做实验尝试的东西,我们不期待任何出来,“Wildeman说。现在的挑战是了解这一现象。团队意识到重力的联合效应和电场作用于液滴的质量和电荷。液滴的电荷逐步降低它的质量慢慢减少蒸发。因为水滴的质量下降速度比其电荷,其跳跃的振幅随时间变得更高。时常,滴得到提振,这使得它跳得更高。但它仍然是一个悬而未决的问题,为什么这个刺激发生。

尽管其发现两个多世纪前,莱顿弗罗斯特效应仍然是令人惊讶的,”说弗兰克Celestini在大学很好的Sophia Antipolis在法国。”在这个好的研究Wildeman和太阳演示的能力使用电场以开动液滴在垂直维度”。

躺在微流体可能的应用这种奇特的效果,可能帮助引导液滴含有生物货物所需的通道。我们看到一个有趣的现象发生,如果我们了解它,我们可以用它做些什么。研究常常是反过来,“Wildeman总结道。