Команда китайских ученых провела ряд экспериментов и обнаружила, что лужа воды шириной до 1 см может подпрыгнуть в воздух, если внутри нее лопнет пузырь. Это особенно хорошо работает на поверхностях, которые отталкивают воду. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics.
В основу эксперимента легли наблюдения за каплями росы на листьях растений. Когда растения выделяют кислород через листья, пузырьки воздуха попадают в эти капельки и растворяются в жидкости. Пузырьки поднимаются и лопаются, из-за чего капелька срывается с листа.
Ученых заинтересовало, могут ли лопающиеся пузырьки перемещать большие объемы воды, преодолевая ограничение в 3 мм. Они обнаружили, что лопающиеся пузырьки не только преодолевают это ограничение, но и влияют на высоту прыжка капель. Чем больше пузырь, тем выше прыжок. Большой пузырь внутри маленькой капли подбрасывает ее еще выше.
Согласно полученным данным, причина этого кроется в том, как используется энергия схлопывания. Когда пузырь лопается, 90% энергии направляется к основанию капли. Большая часть этой энергии обеспечивает движение, позволяя более крупным каплям преодолевать силу тяжести.
Использование прыгающих пузырьков может найти применение во многих сферах: для очистки поверхностей, конденсационной теплопередачи, производства водорода. Это явление также может помочь в разработке противообледенительных и противообмороженных покрытий.
Одна из самых перспективных областей применения этой науки — 3D-печать. В этой сфере лопающиеся пузырьки могут точно доставлять печатный материал на микро- или наноуровне, обеспечивая высокую точность 3D-печати.
Ранее Наука Mail рассказала, что российские ученые изучили, как ведут себя капли раствора биополимера при 3D-печати костной ткани.
