蜂蜜滴落得比水快?特殊疏水塗層讓窄管中越黏的液體流動越快

作者 | 發布日期 2020 年 10 月 20 日 19:16 | 分類 尖端科技 , 材料 Telegram share ! follow us in feedly


在正常現象中,黏稠的蜂蜜流動得比水還要慢,不過最近芬蘭物理學家帶來一個有趣發現,當在管中塗上特殊塗層後,蜂蜜流動速度居然變得比水還要快 10 倍。

從工業過程(煉油廠)到生物系統(心臟血管),不同流體流經管道的速度都有不可忽視的影響力,為了讓流體能順利通過管道通常會加壓,但加壓過頭又容易導致管道破裂,因此壓力的拿捏必須恰到好處。

科學家一直在尋找能在不增加壓力的情況下提升流體經過管道的速度,最近芬蘭阿爾托大學物理學家 Robin Ras 團隊發現,如果在窄管中塗上一種排斥液體的化合物,可以讓高黏性液體比低黏性液體流動得更快。

神奇的是,這種超疏水塗料本身對高黏性液體沒有作用,比如將蜂蜜和水滴在塗了超疏水塗層的表面,然後傾斜該表面使液滴順著重力流動,則水依然會更快的向下滑落;但當把塗料塗在窄管中時,一切就發生變化了,超疏水塗層會在管內壁與液體外部之間形成氣隙,讓高黏性流體在重力作用下比低黏性流體的流動速度更快,詳可見下方影片連結。

該團隊據此開發一個流體動力學模型,可用來預測液滴在塗有不同超疏水塗層的管中運動方式,希望藉此進一步研究微流控技術應用,比如製造需精確控制液體的複雜化學藥品。新論文發表在《科學前緣》(Science Advances)期刊。

(首圖來源:阿爾托大學