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
Тежки съдби: "Убийствата на честта" в Чечения

Тежки съдби: "Убийствата на честта" в Чечения

Свят Преди 15 минути

Северен Кавказ е сред руските региони с най-много случаи на семейно насилие - разделяне на майки от децата им, отвличания

Корупционният скандал в Украйна: Застрашен ли е Зеленски

Корупционният скандал в Украйна: Застрашен ли е Зеленски

Свят Преди 19 минути

В разгара на корупционния скандал, който предизвика политическо земетресение в Украйна, беше задържан бившият шеф на кабинета на президента Зеленски

Иран пусна китайските кораби през Ормузкия проток

Иран пусна китайските кораби през Ормузкия проток

Свят Преди 10 часа

Вчера китайски супертанкер с два милиона барела иракски суров петрол премина

Приеха промените в НПК на първо четене в комисия

Приеха промените в НПК на първо четене в комисия

България Преди 10 часа

С промените се въвежда задължение за компетентните правоприлагащи органи да уведомяват относно процесуалните права

Гърция иска обяснение от Украйна за дрона край Лефкада

Гърция иска обяснение от Украйна за дрона край Лефкада

Свят Преди 11 часа

Дендиас: Не искам да си представя какво би станало, ако се беше ударил в пътнически кораб

Рубио посочи България като съюзник във войната с Иран

Рубио посочи България като съюзник във войната с Иран

Свят Преди 12 часа

Рубио: Украинските въоръжени сили в момента са най-силните в цяла Европа

Общината ще придобие фигурите от Паметника на Съветската армия

Общината ще придобие фигурите от Паметника на Съветската армия

България Преди 12 часа

Имотът в момента се управлява от областния управител на София

Муцунски поиска среща с българския външен министър

Муцунски поиска среща с българския външен министър

Свят Преди 12 часа

Муцунски: Диалогът не е задължително да означава отстъпление

Фронтменът на Bring Me the Horizon със сътресение, след като фен го удари с телефон

Фронтменът на Bring Me the Horizon със сътресение, след като фен го удари с телефон

Любопитно Преди 13 часа

Оли Сайкс от Bring Me the Horizon пострада по време на концерт в Сейнт Луис. Изпълнителят е с леко сътресение на мозъка, след като бе ударен от хвърлен телефон. Въпреки болката и дезориентацията, музикантът довърши участието си пред 22 000 фенове

Държавно спецзвено ще бори високите цени

Държавно спецзвено ще бори високите цени

България Преди 13 часа

До седмица правителството ще предложи конкретни мерки за овладяване на инфлацията

Правят нова Комисия за противодействие на корупцията

Правят нова Комисия за противодействие на корупцията

България Преди 14 часа

Председателят на комисията ще се определя чрез жребий сред членовете

МОН обяви инструкции за предстоящите матури

МОН обяви инструкции за предстоящите матури

България Преди 14 часа

Идентификационната бланка с личните данни ще е неизменно свързана с първия лист

Кирил Киров - Кико: Заради кариерата жертвах личния си живот

Кирил Киров - Кико: Заради кариерата жертвах личния си живот

Любопитно Преди 14 часа

Продуцентът разкрива тайните на “Като две капки вода”, рисковете на живия ефир, отношенията с Рачков и Геро и цената да живееш постоянно зад кулисите на телевизията

<p>Си нагости Тръмп с хрупкави ребра, патешко и тирамису</p>

Кулинарна дипломация в Пекин: Си Дзинпин нагости Тръмп с хрупкави ребра, патешко и тирамису

Свят Преди 14 часа

Докато двамата лидери си разменяха исторически послания за партньорство, китайските готвачи заложиха на сигурно, адаптирайки традиционното меню към прословутия американски вкус за бързо хранене и любими домашни класики

Въздушната линейка за мениджър от АЕЦ „Козлодуй”

Въздушната линейка за мениджър от АЕЦ „Козлодуй”

България Преди 14 часа

Пациентът е получил масивен инфаркт