В ТюмГУ обнаружили явление долговременной левитации миллиметровых капель бутилового спирта
ТАСС, 21 августа. Исследователи из Тюменского государственного университета (ТюмГУ) обнаружили новое явление - самоподдерживающуюся долговременную левитацию миллиметровых капель бутилового спирта над поверхностью силиконового масла. Об этом сообщили в пресс-службе университета.
В естественных условиях левитация капель над жидкостью скоротечна - несколько миллисекунд. В данном случае удалось наблюдать капли со временем левитации до нескольких десятков минут. Сотрудники лаборатории фотоники и микрофлюидики X-BIO ТюмГУ Наталья Иванова и Денис Клюев в ходе экспериментов по подбору несмешивающихся жидкостей, которые не образуют однородных смесей друг с другом, обнаружили, что капелька бутилового спирта, оторвавшись от кончика иглы шприца, не проваливается в слой силиконового масла, а устойчиво парит над его поверхностью, сохраняя такое положение в течение длительного времени.
В исследовании, опубликованном в журнале Applied Physics Letters, на примере нескольких жидкостей авторы показывают, что левитация капель размером около нескольких миллиметров возможна в течение продолжительного периода времени без приложения каких-либо внешних сил. Причиной левитации капли является концентрационно-капиллярная конвекция в слое силиконового масла. Эта конвекция возникает вследствие формирования градиента поверхностного натяжения за счет неравномерного распределения молекул пара из капли у поверхности жидкости.
Дальнейшее изучение влияния различных внешних условий на самоподдерживающуюся левитацию капель позволит определить возможность её использования и адаптации для применения в микробиологии и биохимии. Авторы исследования считают, что эффект длительной самоподдерживающейся левитации капель может быть полезен для разработки научного инструментария по изучению разнообразия и активности микроорганизмов. Этот эффект также может поспособствовать улучшению понимания тепло- и массообмена в паровой пленке. Исследование выполнено по госзаданию Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
