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
Трима скиори загинаха при лавина във Френските Алпи

Трима скиори загинаха при лавина във Френските Алпи

Свят Преди 2 минути

Имало е ски инструктор, който е придружавал четирима любители

,

Тейлър Суифт съди фирма за спално бельо заради името "Swift Home"

Любопитно Преди 1 час

Правният екип на поп звездата твърди, че марката „Swift Home“ имитира нейния почерк и подвежда феновете, че тя рекламира продуктите

<p>Дипломация на високо ниво: Йотова в центъра на световни разговори в&nbsp;Мюнхен</p>

Дипломация на високо ниво: Илияна Йотова в центъра на световни разговори в Германия

България Преди 1 час

Тя ще се срещне с председателя на Антонио Коща и с Николай Младенов

Къде изчезнаха коргитата на Елизабет II?

Къде изчезнаха коргитата на Елизабет II?

Любопитно Преди 1 час

След отнемането на титлите му и изгонването от „Кралската ложа“ заради скандала „Епстийн“, принц Андрю се мести в нова резиденция в Норфолк, вземайки със себе си коргитата на покойната Елизабет II, които остават под негова лична грижа

о

Тежка катастрофа с ТИР на АМ "Струма", има пострадал

България Преди 1 час

Тежкотоварното превозно средство се е движило в посока Дупница

Започва строежът на последните 80 метра от бул. "Тодор Каблешков" в София

Започва строежът на последните 80 метра от бул. "Тодор Каблешков" в София

България Преди 1 час

Булевардът свързва бул. „Цар Борис III“ и бул. „Черни връх“ и осигурява директна връзка между кварталите „Кръстова вада“ и „Манастирски ливади“

“Екшън без граници” - това е обещанието на легендарния Виктор Ангелов за новия сезон на Hell’s Kitchen

“Екшън без граници” - това е обещанието на легендарния Виктор Ангелов за новия сезон на Hell’s Kitchen

Любопитно Преди 2 часа

Шефът на шефовете е категоричен: “Това ще е най-великият сезон досега”

„Чия е Гренландия“ в „Темата на NOVA”

„Чия е Гренландия“ в „Темата на NOVA”

Любопитно Преди 2 часа

Не пропускайте тази събота след централната емисия новини

<p>Три нови изригвания на вулкана Семеру в &quot;Огнения пръстен&quot;</p>

Три нови изригвания на вулкана Семеру - изхвърлил пепел на височина 4,7 километра

Свят Преди 2 часа

Семеру е четвъртият по височина вулкан в Индонезия (3,6 км над морското равнище - бел. ТАСС) и най-високият на остров Ява

"Мръсна търговия с хора": Връзките на Епстийн с Източна Европа

"Мръсна търговия с хора": Връзките на Епстийн с Източна Европа

Свят Преди 2 часа

Много от жертвите на сексуалния престъпник Джефри Епстийн са млади момичета от Чехия и Словакия

Криминалист: Случаят „Петрохан“ е тройно самоубийство в затворена група

Криминалист: Случаят „Петрохан“ е тройно самоубийство в затворена група

България Преди 2 часа

Криминалистът Апостол Славов отхвърля популярни версии от социалните мрежи за връзки с мексикански картели, дървена мафия или трафик на бежанци

<p>Зеленски - идеята за избори в Украйна идва от руснаците</p>

"Те искат да се отърват от мен": Зеленски - идеята за избори в Украйна идва от руснаците

Свят Преди 2 часа

По думите му, Украйна е готова както за произвеждането на избори, така и на референдум

ФБР дава двойна награда за информация за изчезването на майката на американска ТВ водеща

ФБР дава двойна награда за информация за изчезването на майката на американска ТВ водеща

Свят Преди 2 часа

Агенцията предлага до 100 000 долара за информация, която да доведе до установяване на местонахождението ѝ или до ареста на отговорните лица

Любов без граници: Най-екстравагантните подаръци на звездите за Свети Валентин

Любов без граници: Най-екстравагантните подаръци на звездите за Свети Валентин

Любопитно Преди 2 часа

От серенади с Кени Джи и бижута за милиони до мистериозни пътешествия, татуировки и нестандартни жестове – звездите превръщат Свети Валентин в спектакъл, доказвайки, че когато става дума за любов, за тях граници не съществуват