Складні моделі руху виникають, коли краплі води конденсують на змащеній олією поверхні.
Дослідники з Науково-технологічного університету імені короля Абдалли помітили, що коли краплі води конденсуються з повітря на холодну поверхню, вкриту олією, вони починають складний «танець». Рух схожий на ефект Чиріоса допоможе прискорити збирання води з атмосфери в посушливих регіонах, таких як Саудівська Аравія.
На типовій твердій поверхні конденсовані краплі «прилипають» до поверхні без руху, доки не накопичиться достатня маса, щоб крапля скотилася вниз. Арабські дослідники припустили, що додавання тонкої масляної плівки змаже поверхню, змушуючи краплі рухатися швидше та звільняючи місце для конденсації нових крапель. Ідея спрацювала, але не зовсім так, як очікували вчені.
Вони спостерігали, як краплі конденсату розміром від десятків мкм до кількох мм беруть участь у спонтанному та складному колективному «танці». Краплі ковзали, звиваючись подібно до змії, поки мастило не вичерпалося, після цього вони перейшли на круговий рух. Перерозподіливши під час руху мастило по поверхні, краплі відновлювали свій звивистий «танець».
Ефект Чиріоса змушує плаваючі зерна накопичуватися через поверхневий натяг. Його можна спостерігати, наприклад, наливши молоко до пластівців — злаки почнуть злипатися. Краплі конденсату в олії також притягувалися до сусідніх крапель. При цьому рух більших крапель обумовлено енергією, що виділяється при поглинанні ними дрібніших крапель.
Дослідники відзначають, що пристрої, які можуть ефективно вловлювати воду з повітря шляхом простої конденсації без витрат енергії, широко потрібні, оскільки в окремих регіонах проблеми з доступом до прісної води наростають. Оптимізуючи колективний рух крапель, можна значно збільшити швидкість конденсації і, отже, розробити ефективніші системи збирання води, додають вчені.
П’ять цікавих фактів про воду
- Максимальна густина при 4°C: Незважаючи на загальний закон фізики, що говорить про те, що речовини стають щільнішими при зниженні температури, вода є винятком. Вона досягає максимальної густини при 4 градусах Цельсія. Це унікальна властивість дозволяє воді утворювати лід на поверхні, тоді як тепліша вода залишається внизу, що є ключовим фактором для виживання водного життя в холодних кліматах.
- Вода – універсальний розчинник: Вода може розчиняти більше речовин, ніж будь-яка інша рідина, через що її часто називають “універсальним розчинником”. Ця властивість є критично важливою для біологічних процесів, що відбуваються у живих організмах.
- Вода покриває 71% поверхні Землі: Поверхня нашої планети переважно покрита водою, з якої 97% становить солона вода океанів та морів, а лише приблизно 3% – прісна вода. Більшість прісної води знаходиться у вигляді льоду в полярних крижаних шапках та глетчерах.
- Вода має високу теплоємність: Вода може абсорбувати велику кількість тепла, перш ніж її температура зросте. Ця властивість дозволяє океанам діяти як терморегулятор для земного клімату, стабілізуючи температуру на планеті.
- Людське тіло майже на 60% складається з води: Вода є невід’ємною частиною людського тіла, відіграючи важливу роль у численних фізіологічних процесах, включаючи транспортування поживних речовин, виведення відходів та регулювання температури тіла. Склад води у тілі змінюється в залежності від віку, статі та загального здоров’я.