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
,

Арестуваха мъж за домашно насилие над съпругата му

България Преди 10 минути

Обвиняемият вече е осъждан

Външният министър на Русия Сергей Лавров

Лавров: Украинците в Русия трябва да гласуват на изборите в Украйна

Свят Преди 15 минути

Руският външен министър заяви, че ръководството на страната „трябва да получи мандат за сключване на мирни споразумения“

Седем тенденции в пътуванията, които ще определят 2026 г.

Седем тенденции в пътуванията, които ще определят 2026 г.

Любопитно Преди 37 минути

През 2026 г. пътуванията ще бъдат доминирани от тишина и дигитална детоксикация, AI-планиране, мистериозни почивки, пътешествия с автомобил, хиперперсонални ретрийти, off-grid дестинации и културни преживявания, водени от литература и кино

,

Бившият директор на 138-о училище: Камерите са монтирани през 2017 г., не знаех за тях

България Преди 46 минути

Според него е станал обект на атака заради своя снимка с Васил Терзиев и спечелен проект

Желязков: С ръст от над 3% на икономиката България е в топ 5 на държавите в ЕС

Желязков: С ръст от над 3% на икономиката България е в топ 5 на държавите в ЕС

България Преди 58 минути

Той подчерта, че няма друго правителство, преминало през 6 вота на недоверие

„Печат на победители“ в „Темата на NOVA“

„Печат на победители“ в „Темата на NOVA“

Любопитно Преди 1 час

Не пропускайте тази събота след централната емисия новини

F-35 от САЩ за Саудитска Арабия: какво ще означава това?

F-35 от САЩ за Саудитска Арабия: какво ще означава това?

Свят Преди 1 час

Въпреки че споразумението все още не е влязло в сила, сделката вече предизвиква безпокойство в Близкия изток

Китай подготвя правила как да се държи човешкият AI

Китай подготвя правила как да се държи човешкият AI

Технологии Преди 1 час

Изкуственият интелект все повече ще наподобява човек по поведение и някои страни вече подготвят конкретни правила как да се гарантира, че хората няма да бъдат подведени от тези системи

,

Задържаха шофьор без книжка, номера и с 3,32 промила алкохол в Добричко

България Преди 1 час

Водачът е спрян за проверка в тервелското село Зърнево

Съсобственичката на „Мис Вселена“ осъдена на 2 години затвор за измама

Съсобственичката на „Мис Вселена“ осъдена на 2 години затвор за измама

Свят Преди 2 часа

Джакапонг „Ан“ Джакраджутатип – основател на JKN Global Group и съсобственик на международния конкурс за красота – беше осъдена на две години затвор без право на условно освобождаване, след като беше призната за виновна за измама

,

Първи пенсии в евро: Обявиха кога ще се изплащат пенсиите за януари

България Преди 2 часа

Преводите на пенсиите по банков път ще бъдат извършени още на 7 януари

Михаел Шумахер

„Не мисля, че ще видим Михаел Шумахер отново“ – разкрива приятел на пилота

Свят Преди 2 часа

Съпругата на легендата от Формула 1 поддържа атмосфера на строга поверителност относно това кой има право да посещава съпруга ѝ

Йемен обяви извънредно положение

Йемен обяви извънредно положение

Свят Преди 2 часа

Сепаратисти завзеха обширни територии от страната

Пророчества за края на 2025 г.: Какво „познаха“ Нострадамус и Баба Ванга

Пророчества за края на 2025 г.: Какво „познаха“ Нострадамус и Баба Ванга

Любопитно Преди 2 часа

С наближаването на края на 2025 г. част от пророчествата на Нострадамус и Баба Ванга за войни, кризи и бедствия могат да се тълкуват като сбъднали се, докато други остават недоказани

ГКПП „Илинден - Ексохи“

Хаос по границата с Гърция - кои пунктове са затворени и кои работят

България Преди 2 часа

Ще има затруднения при преминаването на леки и тежкотоварни автомобили през всички гранични контролно-пропускателни пунктове (ГКПП) и в двете посоки на границата с Гърция

,

Почина бившият премиер на Бангладеш Халеда Зия

Свят Преди 2 часа

Зия стана първият премиер на страната си и изкара два мандата на поста от 1991 до 1996 г. и след това от 2001 до 2006 година