Авторы исследования изучали, как изменяется форма водяных сфер в масляной камере при приближении к заряженной платформе. Уже при напряжении в несколько киловольт одноименно заряженные капли начинали отталкиваться друг от друга.
Ученые решили разобраться, какие физические принципы лежат в основе обнаруженного ими странного эффекта. В течение трех лет они изучали поведение капель при помощи скоростной видеосъемки и просчитывали движения капель с использованием разработанных ими математических моделей.
В итоге им удалось выяснить, как капли "нарушают" законы физики. Из-за сил натяжения водяные капли имеют сферическую форму. Однако при сближении двух электрически заряженных сфер их форма начинает меняться – между каплями формируется водяной мостик.
Когда заряд капель небольшой, площадь мостика постепенно растет, и в конце концов две капли сливаются вместе. При больших значениях заряда через мостик происходит обмен зарядами, который заканчивается пробоем.
Капли восстанавливают свою изначальную форму и разлетаются друг от друга под воздействием сил натяжения.
Описанный в новой работе эффект может оказать существенное влияние на разработку так называемых микрожидкостных чипов – миниатюрных "лабораторий", позволяющих работать с чрезвычайно маленькими количествами материалов и жидкостей.
Главные темы