П яната с дълготрайни мехурчета, се образува лесно в солената, морска вода, която съдържа много разтворени йони, но не така лесно се образува в сладководни реки или езера.

Въздушните мехурчета, образувани в чиста вода, лесно се сливат с нея. Но мехурчетата изчезват много по-бавно в морската вода или в други течности, съдържащи разтворени примеси, поради което такива течности често генерират трайна пяна. Екип от инженери вярва, че са успели да идентифицират основната причина за този феномен - фини сили, създадени от електролити, подвижни йони, образувани, когато веществата се разтварят в течности. При сблъсък между две мехурчета тези сили значително намаляват скоростта, с която течността, разделяща мехурчетата, може да изтече. Това обяснява защо пяната се появява толкова лесно в солена морска вода и може да й бъдат намерени полезни приложения в много индустрии.

Разтворите с високи концентрации на електролити често произвеждат устойчива пяни, така че изследователите от десетилетия подозират, че разтворените електролити по някакъв начин забавят сливането на мехурчета. „Ефектът обаче си остава мистерия и много теории дори предполагат, че електролитите би трябвало да ускоряват сливането на мехурчета“, казва машинният инженер Бо Лиу от Университета на Алберта в Канада.

Лиу и колегите му предприели серия експерименти, за да разберат как наличието на електролити влияе върху сливането на мехурчета. Те потопили края на стъклена капилярна тръба в течност и се образувало въздушно мехурче на върха. След това накарали мехурчето да се спусне надолу със скорост от 3 mm/s, докато се слее с друго мехурче отдолу, което било прикрепено към повърхността на силициев диоксид. Използвайки интерферометрия, екипът успял да измери дебелината на течния филм, разделящ мехурчетата с нанометрова точност и да наблюдава как тази дебелина намалява до нула.

В чиста вода мехурчетата действат като твърди сфери - приближават се без да променят формата си и при контакт се сливат. При мехурчетата в различни електролитни разтвори обаче се наблюдава поразително различен, двуетапен процес на сливане. Отначало повърхностите им се сближили, както в чиста вода. Но след като дебелината на разделящия фил намаляла до приблизително 40 нанометра (nm), „водещите ръбове“ на приближаващите се повърхности се сплескали, сякаш имало някаква отблъскваща сила. Това сплескване забавило сливането на мехурчетата с от 2 до 14 милисекунди, според експериментите проведени със селекция електролити и мехурчета с различни размери.

Тези експерименти са първите, които толкова ясно показват, че наличието на електролити забавя сливането на мехурчетата в последния етап, когато течният филм между тях става много тънък“, казва Лиу. Но теоретичното обяснение на ефекта се оказа по-трудно. Работейки с различни специалисти, един от членовете на екипа Роджерио Маника, също от Университета на Алберта, прекарал години в изучаване на сливането на мехурчета и по-специално на физиката, влияеща върху това как тънкият течен филм може да се оттича. Въпреки това, казва той, „нищо от онова, с което разполагахме не можеше да обясни наблюдаваните експериментални данни“.

При изучаване на резултатите от други експерименти обаче, Лиу, Маника и техните колеги забелязали значителни разлики в измерванията на повърхностното напрежение в няколко електролитни разтвора в сравнение с това на чистата вода. „Тези наблюдения ни насърчиха да разработим подробен математически модел на транспортирането на електролити в тънкия филм между сливащи се мехурчета. Използвайки уравнения за динамика на флуидите, успяхме да опишем как потокът от електролити трябва да повлияе на повърхностното напрежение във филма“, каза Маника.

Изследователите установили, че когато дебелината на филма спадне до 30-50 нанометра, има разлика в концентрацията на електролита между филма и останалата част от течността. Тази разлика генерира малък градиент на повърхностното напрежение и свързаната сила, която забавя изходящия поток на течност от филма.

При симулации на уравненията за транспортиране на електролитите, изследователите установили, че този ефект забавя дренажа на филма достатъчно дълго, за да забави и самото разкъсване на филма - и окончателното сливане на мехурчета - в точно съответствие с експериментите. „Накратко, електролитите значително забавят сливането на мехурчетата, като удължават живота на тънкия течен филм“, каза Лиу.

Това обяснява защо белите, пенести вълни се образуват толкова лесно в океаните и моретата, които съдържат много електролити, но са по-рядко срещани в сладководните реки и езера“, каза Лиу. „Това откритие може да бъде използвано за бъдещи индустриални нужди. Например в електрохимичното разделяне на водни молекули за производство на водород. В този процес начините, по които мехурчетата се образуват и обединяват в разтвор, оказват основно влияние върху консумираната енергия и върху ефективността на производството“, предположи той.

Това е елегантно свършена работа“, каза специалистът по материали Адриен Бусониер от Френския национален център за научни изследвания (CNRS) в Париж. Той отбеляза, че механизмът, открит от изследователите, включва ефекти както в наномащаба, където отделните йони взаимодействат с тънкия филм, така и в много по-големия мащаб, в който действат феномените на флуидния поток. „Този механизъм изглежда универсален за различните соли и разрешава много необясними експерименти, в които участват електролити.

Обратно в сайта X

ДОСТЪП ЗА ЛОГНАТИ ПОТРЕБИТЕЛИ За да пишете, оценявате или докладвате коментари, моля логнете се в профила си.

  1. Запомни ме
забравена парола Полетата маркирани с * са задължителни
Полето Потребителско име не трябва да е празно.
Полето E-mail не трябва да е празно.
Полето Парола не трябва да е празно.
Полето Повторете паролата не трябва да е празно.
  1. Декларирам, че съм се запознал с Общите условия за ползване на услугите на Нетинфо.
Полетата маркирани с * са задължителни
Мъртви делфини на плаж в Шкорпиловци

Мъртви делфини на плаж в Шкорпиловци

България Преди 1 час

Във Варна са получени два сигнала за намерени мъртви делфини

Глобалната инициатива на Хилари Клинтън

Хилари Клинтън би предложила Тръмп за Нобелова награда за мир при това условие

Свят Преди 1 час

Ако Тръмп убеди Путин да се съгласи на прекратяване на огъня, без размяна на територии с Украйна

Тръмп говори с Лукашенко преди срещата с Путин в Аляска

Тръмп говори с Лукашенко преди срещата с Путин в Аляска

Свят Преди 3 часа

Лукашенко е близък съюзник на Путин

Звездата Йоргос Мазонакис е настанен в психиатрична клиника

Звездата Йоргос Мазонакис е настанен в психиатрична клиника

Свят Преди 3 часа

Той е бил в много лошо състояние

Руският президент Владимир Путин вече е в Магадан

Руският президент Владимир Путин вече е в Магадан

Свят Преди 3 часа

Песков: Президентът винаги пристига навреме

Дворове и стопанска постройка пламнаха в Разбойна

Дворове и стопанска постройка пламнаха в Разбойна

България Преди 4 часа

За момента няма информация за пострадали хора

Снимката е илюстративна

Двама души са изчезнали в морето край Слънчев бряг

България Преди 5 часа

Първо в морето е влязло момче, родено през 2011 година, след него и негов роднина, роден през 1995 година

Задържаха мъж, отправил терористична заплаха към Летище „Васил Левски“

Задържаха мъж, отправил терористична заплаха към Летище „Васил Левски“

България Преди 5 часа

Той съобщил, че жена, пътуваща за Словакия, носи взривоопасно устройство в себе си

Задържаха за 72 часа младежа, блъснал хора с АТВ

Задържаха за 72 часа младежа, блъснал хора с АТВ

България Преди 5 часа

Той е обвинен за това, че по непредпазливост е причинил средни телесни повреди на петима пешеходци

,

В Газа: Да те убият, докато чакаш за храна

Свят Преди 5 часа

Новините за цивилни палестинци, загинали в близост до центровете за разпределение на помощи в Газа, вече са ежедневие

Шофьорка с 2,96 промила помете пешеходка и две коли в Перник

Шофьорка с 2,96 промила помете пешеходка и две коли в Перник

България Преди 5 часа

Каращи зад нея видели какво се случва, догонили жената и я спрели, извършвайки граждански арест

Тръмп излетя към Аляска за срещата с Путин, няма места в Анкъридж

Тръмп излетя към Аляска за срещата с Путин, няма места в Анкъридж

Свят Преди 6 часа

Хотелите и курортите в района са напълно запълнени

Инфлуенсъри обвиниха ChatGPT за провалена почивка

Инфлуенсъри обвиниха ChatGPT за провалена почивка

Свят Преди 6 часа

„Винаги правя много проучвания, но този път попитах ChatGPT и той ми каза, че не ми трябва виза"

Инфлацията в България се ускорява

Инфлацията в България се ускорява

България Преди 6 часа

Натрупаната инфлация за последните пет години е 41,2%

Осъдиха на 9 години и 4 месеца шофьор, убил полицай

Осъдиха на 9 години и 4 месеца шофьор, убил полицай

България Преди 7 часа

Той карал бус с нелегални мигранти след употреба на 5 вида наркотични вещества

<p>&bdquo;Краят е близо&ldquo;: .Легендарна група обяви пенсионирането си с прощално турне и последен албум</p>

Megadeth обяви пенсионирането си с прощално турне и последен албум

Любопитно Преди 7 часа

„Започнахме музикален стил, започнахме революция, променихме света на китарата и начина, по който се свири, и всъщност променихме света"