神秘的彩色水滴chase和互相排斥解决

研究人员解决这个难题的一个显著的现象允许的水滴混合食用色素将自然和自由在错综复杂的模式放置在干净的载玻片。小说的工作可能会导致应用程序,包括自主传感、射流机和自洁系统。

这种现象被研究人员第一次注意到马努普拉卡什美国斯坦福大学的实验室,它已经抓住了他们的好奇心。三年,数以百计的实验后,他们已经研究出为什么水滴移动和交互,使精确控制。在一个例子中,团队由不同颜色的水滴自我在自己特定的颜色。它们也可以击退或合并其他滴。

精确控制液滴通常需要工程复杂的模式到表面。没有这个,水滴触犯的影响称为接触线将雨水滴坚持windows的原因——这限制了液滴运动。不过,普拉卡什的团队表明,液滴可以自由移动清洁表面,包括玻璃幻灯片,将不受阻碍。研究人员发现,原因归结为水滴是由两个混合液,比如水和食物色素含有丙二醇(PG)。

实验显示,这些二元液体水滴无法坚持下去,成为固定在表面由于水之间的表面张力梯度的形成和PG。这种梯度发生因为水分蒸发得更快比中心下降的边缘。这导致水流从低表面张力区域液滴的边缘高表面张力地区中心,这几乎完全抑制了把。

水滴并不是固定的,他们可以开始移动由于差异的邻国发出的蒸汽滴。他们有效地通过传质相互“交流”的水分子从一个到另一个下降,创造了一个不平衡的蒸发率,因此表面张力,单个液滴的两侧。这种不对称下降提供了必要的力量走向对方,就像一些细胞和生物化学刺激的反应。

基本规则

我们描述的是所有的二元液体的基本规则;所以多种二元液体可以使用这些属性,普拉卡什说。“我们相信有能力消除接触线固定在水滴是非常重要的,因为你会突然使液体self-motile。在微流体和自清洁表面,这些属性非常有用。

的工作是美丽的,这是一个突破,”说Manoj乔杜里利哈伊大学调查减少流体,我们。这种方式创建运动的滴在一个表面上可以有有趣的应用程序。一个应用程序是能够移动滴在一个表面上没有注入机制,将应用在微流体和微尺度反应工程”。

乔杜里解释说,一滴水可以有一个化学和其他可能有另一个化学。当他们被释放从表面上看,他们彼此将方法和融合使化学反应发生。

普拉卡什的团队利用这些属性进行自组装液体透镜,由水滴,可以共同产生一个集中的形象。他设想可能是有用的对于许多其他应用程序,包括自洁系统。想象一个太阳能电池阵列,清洗本身由一个简单的喷涂的二元流体解决方案PG和水。由于这些水滴是self-motile和提取的能量从环境,他们自然地移动,捡起所有的污垢和保持表面清洁,一个非常重要的要求太阳能电池板和数组处理效率高。