有時候越粘稠的液體流動越快

眾所周知,高粘度液體(如蜂蜜)的流速比低粘度液體(如水)的流速慢。現在,研究人員驚訝地發現,當液體流過涂有化學涂層的毛細管時,常識就反過來了。事實上,當液體通過毛細管通道時,液體的粘度增加了1000倍,流速增加了10倍。

流體流經管道的速度是一個具有非凡應用價值的引數:從工業過程(如煉油廠)到生物系統(如人類心臟),

傳統上,如果需要更快的流速,只能增加壓力。然而,這項技術有其局限性,壓力不能超過管道的最大負荷,特別是對于細而窄的管道,如用于生產藥物等復雜化學品的微流量控制管道,因此研究人員正在研究在不增加壓力的情況下,能否提高液體流經窄管道的速度。

在10月16日發表于《科學進展》的論文中,研究人員發現,通過在管道內側涂覆拒液化合物,粘性液體可以比低粘度液體流動得更快。

阿爾托大學部應用物理系研究小組的羅賓拉斯(Robin Lars)教授解釋說:“超疏水表面是由微小的突起組成的,這些突起在涂層中捕獲空氣,因此滴落在表面上的液滴就像氣墊一樣。”

超疏水涂層本身不會加速粘度較高的液體的流動,但當液滴被限制在非常狹窄的微流體管道中時,情況會發生快速變化。管壁上的超疏水涂層在內壁和液滴之間形成小的氣隙,

“我們發現,當液滴被限制在密封的超疏水毛細管中時,液滴越厚,液滴周圍的空氣間隙就越大。空氣間隙越大,粘性流體的自然流速越快,——重力引起的速度。”該論文的第一作者馬亞沃科瓦克博士說:

效果相當可觀,甘油的粘度比水高1000倍,流量是水的10倍,

該專案的研究人員之一馬蒂爾達巴克霍爾姆博士解釋說:“關鍵的發現是,低粘度的液體滲透到周圍的氣墊中,從而使氣隙變薄,這意味著管中低粘度液滴下方的空氣無法支持更快的流動,”

該團隊開發了一個流體動力學模型,可用于預測液滴在具有不同超疏水涂層的管道中的運動。他們希望這些研究能在微流體技術中有重要的應用,

微流控技術是一種化學工程技術,可以用來精確控制少量液體,制造復雜的化學品(如藥品),

https://phys . org/news/2020-10-special-coated-tubers-粘稠-液體. html

8 条回复 A文章作者 M管理員
  1. 好像物體也不是越光滑,摩擦力越小

  2. 想起來那個咬不斷的痰(≖͞_≖̥)

  3. 不管你怎么解說,我都是想到那個大象的gif

  4. 那跟固體不也沒區別了,就跟脫落的栓塞在血管里流動一樣

  5. 這種氣墊包裹下,管道內流體是不是可以認為沒有附面層了?從而極大減阻?

  6. 攢的時間越長,液體越濃稠,流動也就越快(手動狗頭)

  7. 就是說這種情況下液體已經不是流動了,中心的液體不會被外側的液體拖慢。
    而是整個液體在摩擦力極小的管道中整體滑動唄?

  8. 毛細現象是因為表面張力,粘稠液體表面張力大,不知道以后會不會有超快的液體管道被發明。