这里是科学美国人——60秒科学
液体撒到地面时会四处飞溅 。但如果你是一个用小便器小便的男性,或者更重要的,如果是受感染的血液样本这样的危险液体,你会想防止液体飞溅 。换而言之:
“如果发生意外,你希望它仅仅落在表面上 。让液滴作为整体留在那里 。”
Alfonso Castrejón-Pita是是牛津大学的工程学教授 。
“可以想象一下,如果你(实验室)的工作台上铺满了这些材料,那会变得更加安全 。厨房也是一样 。假设你现在在厨房里,你正在处理生鸡,你最不想发生的就是让液体溅出来,因为在你处理生肉时,这可能会让你被传染沙门氏菌或接触到其他不好的东西 。”
他和同事发现,接触面越柔软,飞溅程度越小 。该研究结果发表在《物理评论快报》期刊上 。
研究人员准备了一堆会变得愈发湿软的硅胶表面,然后从不同高度滴放乙醇液滴 。他们用超慢动作镜头记录下了液滴飞溅的视频,超慢镜头每秒钟可以记录10万多帧 。他们发现,在最柔软的表面,液体几乎不会产生飞溅现象 。
目前来看一切听起来都是可以预测的 。但是,液体飞溅的计算机模型揭露了有趣的细节 。
当液体与物体表面接触时,液滴的底部会变平,同时压力会增加 。然后压力会向边缘扩散 。如果表面太硬,高压就会产生小液滴,这些小液体是主液滴边缘发生爆炸所产生的 。但是,最柔软的表面会影响坠落到表面的液滴,这就能阻止由于压力过大而产生液滴爆裂的现象 。
不幸的是,你不会在小便池或者实验室看到粘糊糊的涂料,因为这些防溅材料过于脆弱 。
“最柔软的材料非常脆弱,所以不能用它们制成实验室的工作台,这些材料非常容易损坏 。”
在液体沦为历史的垃圾箱或厕所之前,我们需要可以经受住日常磨损、柔软耐用的镀膜材料 。
谢谢大家收听科学美国人——60秒科学 。我是瑞安·曼德尔鲍姆 。
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