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.

Съдията: - Подсъдимия, защо открадна кравата? - Господин съдия, тя ме погледна, аз я погледнах... и някакси... просто ей така се случи... съдбата ни събра!
Прочети целия
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
Администрацията на Тръмп изготви обща схема за преговорите за митата

Администрацията на Тръмп изготви обща схема за преговорите за митата

Свят Преди 15 минути

Очаква се те да се състоят на етапи през следващите два месеца

Смъртоносна свада в нюйоркското метро: Мъж беше намушкан и убит

Смъртоносна свада в нюйоркското метро: Мъж беше намушкан и убит

Свят Преди 18 минути

Според полицията между двама мъже възникнал спор в мотриса, след като нападателят настъпил жертвата си

<p>Как папа Франциск наруши традицията - дори в смъртта си</p>

Как папа Франциск наруши традицията - дори в смъртта си: Плановете за последното му сбогуване

Свят Преди 1 час

Ватиканът се готви за исторично сбогуване с понтифика

Светла събота е

Светла събота е

Любопитно Преди 1 час

Почитаме и паметта на свещеномъченик Василий, епископ Амасийски

Да благодарим на ChatGPT излиза скъпо, но си струва

Да благодарим на ChatGPT излиза скъпо, но си струва

Технологии Преди 2 часа

Благодарностите изразходват ресурси за милиони

Приключи поклонението пред тленните останки на папа Франциск

Приключи поклонението пред тленните останки на папа Франциск

Свят Преди 9 часа

Около 250 000 души са успели да отдадат почит на покойния папа

ЕС дава 15 милиона евро за армията на РС Македония

ЕС дава 15 милиона евро за армията на РС Македония

Свят Преди 9 часа

Средствата ще се използват за набавяне на различно оборудване

Кой екзекутира висш руски генерал насред Москва

Кой екзекутира висш руски генерал насред Москва

Свят Преди 10 часа

Украйна не е поела отговорност за взрива днес

Ново земетресение близо до Истанбул в Турция

Ново земетресение близо до Истанбул в Турция

Свят Преди 11 часа

Трусът е бил с епицентър под Мраморно море

Зеленски: Крим принадлежи на Украйна

Зеленски: Крим принадлежи на Украйна

Свят Преди 12 часа

Зеленски: Украйна не разполага с достатъчно оръжия, за да си върне контрола над Кримския полуостров

МВФ: Очакваме България в еврозоната през 2026 г.

МВФ: Очакваме България в еврозоната през 2026 г.

България Преди 12 часа

Това заяви директорът на европейския департамент на МВФ Алфред Камер

Украйна и ЕС с контрапредложение за мир

Украйна и ЕС с контрапредложение за мир

Свят Преди 13 часа

Документът показва, че Украйна и ЕС се противопоставят на някои от предложенията на САЩ

Олимпиадата на любовта слага край на индивидуалните изпитания в “Един за друг”

Олимпиадата на любовта слага край на индивидуалните изпитания в “Един за друг”

Любопитно Преди 13 часа

Коя ще бъде последната “Супер двойка” във Вилата на любовта?

Катастрофа на две коли и патрулка в София

Катастрофа на две коли и патрулка в София

България Преди 13 часа

Полицаите са били на път към подаден сигнал за домашно насилие

Докладчикът по правата на човека в СЕ се намеси за ромите от "Захарна фабрика"

Докладчикът по правата на човека в СЕ се намеси за ромите от "Захарна фабрика"

Свят Преди 14 часа

Конгресът застава твърдо зад защитата на правата на човека и достойнството на всички в Европа, включително и на ромите

Обвиниха майка за хулиганство в детска градина

Обвиниха майка за хулиганство в детска градина

България Преди 14 часа

Тя започнала да отправя обиди и закани за физическа саморазправа срещу възпитателка