شرح خبر

از بین‌ بردن اصطکاک بین سطح تماس مایعات و کنترل ویژگی های سطح، یکی از موضوعات مورد علاقه دانشمندان است. در این راستا گروهی از دانشمندان با جانشینی گوی های کوچکی در سطح تماس دو مایع، موفق شدند ویژگیهای سطح تماس را تا حدی تحت کنترل درآورند.


معمولا دو مایع که در تماس با یکدیگر هستند، به سختی می‌توانند بر روی هم بلغزند، چون مولکول‌هایشان در تماس تنگاتنگی با هم قرار دارند. با این وجود یک گروه تحقیقاتی در فرانسه، با ارائه روشی اصطکاک بین مایعات را کاهش داده اند. این گروه با قرار دادن گوی های توپی شکل بسیار کوچک در سطح تماس بین دو مایع، سعی دارند بر اصطکاک غلبه کنند.

  گوی‌های توپی‌شکل برای مایعات. شبیه‌سازی‌هایی در مقیاس مولکولی تایید می‌کنند که آرایه‌ای از ذرات بسیار کوچک در سطح تماس بین مایعات می‌تواند باعث شود که مایعات با اصطکاک کمی بر روی هم بلغزند.

اولیور پیر-لویس (Olivier Pierre-Louis) و لورا ژولی (Laurent Joly) از دانشگاه لیون فرانسه، با ایده گرفتن از مدل‌هایی که برای ایجاد سطوح «ابر آب‌گریز» استفاده می‌شود، روشی برای کنترل اصطکاک بین مایعات ابداع کرده‌اند. آنها آرایه‌ای از کره‌های بسیار کوچک را در سطح تماس بین دو مایع قرار دادند. چون این کره‌ها آب‌گریز هستند و کشش سطحی مانند یک کیسه هوا در ناحیه بین دو مایع عمل می‌کند، مایعات جدا از هم قرار خواهند گرفت.

گروه لویس با استفاده از روش طولِ لغزش، اصطکاک را بررسی کرده‌اند. این روش از شرط «بدون لغزش بودن»، برای مواقعی که سیالات در امتداد یک سطح جامد جاری می‌شوند استفاده کرده است: در حالت ایده‌آل، زمانی که از سمت سیال به سطح نزدیک می‌شوید، سرعت جریان به سمت صفر میل می‌کند. در واقع، سرعت سیال دقیقا برابر با صفر نیست. اما، برای نزدیک شدن به این سرعت صفر، با تفسیر منحنی سرعت بر حسب مکان، برای نقطه‌ای که فاصله اندکی با سطح دارد، می‌توان سرعت صفر را تحلیل کرد. این عمق – طول لغزش – اغلب به حدی کوچک است که می‌توان از آن صرف‌نظر کرد. اما یک طول لغزش بلند به معنای جریان سریع‌تر و اصطکاک کمتر است.

بنا به عقیده این گروه از محققان، با استفاده از گوی‌های توپی آب‌گریز، این طول لغزش به شدت دچار تغییر می‌شود. در واقع زمانی که این گوی‌ها به طریقی در مایع نفوذ کنند، مایع مجبور می‌شود از فضای بین گوی‌ها عبور کند و در نتیجه مقاومتی بوجود می‌آید که در نهایت باعث کاهش طول لغزش می‌شود. در مقابل، آب گریزتر کردن گلوله‌ها سطح را صاف‌تر می‌کند، و در نتیجه طول لغزش به شدت افزایش می‌یابد.

فشار و ویسکوزیته هوای بین گوی ها می تواند بر روند این کار اثر بگذارد.

 

منبع: http://physics.aps.org/articles/v6/28    

مرجع: http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i10/e104504 

 



نویسنده خبر: سیده اسما حسینی
کد خبر :‌ 942

آمار بازدید: ۳۷۶
همرسانی این خبر را با دوستان‌تان به اشتراک بگذارید:
«استفاده از اخبار انجمن فیزیک ایران و انتشار آنها، به شرط
ارجاع دقیق و مناسب به خبرنامه‌ی انجمن بلا مانع است.»‌


صفحه انجمن فیزیک ایران را دنبال کنید




حامیان انجمن فیزیک ایران   (به حامیان انجمن بپیوندید)
  • پژوهشگاه دانش‌های بنیادی
  • دانشگاه صنعتی شریف
  • دانشکده فیزیک دانشگاه تهران

کلیه حقوق مربوط به محتویات این سایت محفوظ و متعلق به انجمن فیریک ایران می‌باشد.
Server: Iran (45.82.138.40)

www.irandg.com