Skacząca woda

© Digital Wokr/ETH Zurich

Udostępnij:

Podróżujący samolotem w zimie czasem są świadkami czyszczenia skrzydeł z lodu i śniegu za pomocą specjalnego płynu. Robi się to wtedy, kiedy drobne kropelki wody obecne w powietrzu zamarzają na skrzydłach. 

Mogłyby one bowiem powodować turbulentny przepływ powietrza podczas startu i zmniejszać siłę nośną, a tym samym zwiększyć ryzyko wypadku. Zamiast „rozmrażać” skrzydła, lepiej byłoby jednak mieć takie, które nie pozwalają na formowanie się drobin lodu. Nad materiałem mającym zdolność odpychania od siebie kropel wody pracują inżynierowie z Politechniki w Zurychu. Studiując zachowanie kropel przy niskich ciśnieniach, odkryli, że przy ciśnieniu ok. 1/20 atmosfery krople odbijają się od powierzchni, by wyskoczyć jeszcze wyżej – jakby skakały na trampolinie. Wydaje się to naruszać podstawowe prawa termodynamiki, jednak w rzeczywistości zjawisko to stymulowane jest przez mikrostrukturę powierzchni i naturalne parowanie wody. Lokalne nadciśnienie przy powierzchni materiału powstające pod wpływem parowania wody powoduje, że kropla skacze jak sprężyna.



Kluczowy element to odpowiednia powierzchnia: z jednej strony musi być ona nierówna, aby kropla się do niej nie przyklejała, a z drugiej nie może być porowata, bo wtedy para dostawałaby się do porów i nadciśnienie potrzebne do sprężynowania nie powstałoby. Przykładem materiału wykazującego pożądane cechy może być krzem o mikrostrukturalnej powierzchni składającej się z matrycy małych kolumienek (o wymiarach i przerwach rzędu kilku mikrometrów). Jeśli technologia sprawdzi się przy normalnych ciśnieniach, może zostać wkrótce zaimplementowana na liniach wysokiego napięcia, powierzchniach dróg czy skrzydłach samolotów.



www.ethz.ch

Udostępnij:

Drukuj



Przemysław Juda




TOP w kategorii






Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również