2016年2月11日
可以使液体滑入固体表面，类似于冰上的雪橇，这是萨尔兰大学和巴黎的ESPCI进行的研究中发现的。在固体表面和液体之间的边界上施加的涂层可诱导液体滑动。滑动效果增加了液体的平均流速及其吞吐量。通过检查液滴在达到平衡状态时具有各种类型的涂层的固体表面上的行为来证明效果。该研究的结果可能有助于优化工业过程，例如塑料挤出。该研究已发表在著名的学术杂志《美利坚合众国国家科学院论文集》（PNAS）上。亚博老虎机网登录
两个不同底物上的聚苯乙烯液滴缓慢地采用相同的平衡接触角，但是在两种情况下，液滴中分子的速度和流量曲线是不同的。（插图：托马斯·布劳恩（Thomas Braun），海德堡）
在液体在固体表面上的流动过程中，靠近表面的流速度为零。
通过特别涂层表面，可以提高边界层速度。这也具有减少液体内的剪切力并增加其平均流速的作用。在极端情况下，液体的行为几乎像固体，但没有表现出任何变化的粘度。
Karin Jacobs，萨尔兰大学实验物理学教授。
研究团队正在进行涉及聚苯乙烯（PS）液滴的实验，以揭示各种表面如何影响边界层速度和液体膜的滑动行为的细节。
聚苯乙烯是一种重要的聚合物，例如用于制造CD珠宝外壳。
Joshua D. McGraw博士，前博士后
这项研究是与由Saarland University实验物理学教授Ralf Seemann和ESPCI Paris Tech的研究人员Ralf Seemann领导的研究团队成员的合作努力。
当将聚苯乙烯的液滴放在薄云母表面上时，它们的尺寸比通常的降雨降了一千多倍。在这种情况下将液滴冷冻，然后转移到两个“较不友好的”底物上，每个底物都有不同的空间原子布置。液滴在两个底物上都几乎半球形。
液滴总是显示出采用平衡形式的趋势，在该形式中，它们表现出与表面的一定接触角。这种平衡状态由边界层条件确定
Karin Jacobs，实验物理学教授萨尔兰大学
通过利用原子力显微镜进行的聚苯乙烯液滴曲线测量值在液滴收缩中显示出很大的差异，从它们的初始形状变化，其接触角较小，但在随后的半球形形式中，两种液滴的平衡接触角度相同。
“这只能意味着液滴中的分子在两个不同的表面上以两种不同的方式移动，这又意味着两滴中的速度曲线必须不同，”Ralf Seemann小组的Martin Brinkmann博士和Tak Shing Chan博士说。“但是，所需的分辨率在实验中不可用。这就是为什么我们需要巴黎理论家的支持。”
根据Saarbrücken研究人员得出的结论，液体表面上液体的速度是影响小滴的流动行为的重要因素。ESPCI巴黎的研究团队将这种效果纳入了流体动力学的理论模型中。Martin Brinkmann和Tak Shing Chan使用理论描述进行计算机模拟，从而在液滴内产生了分子速度场。
“这使我们能够证明，即使对固体表面进行原子尺度的修饰也可以改变分子在液体系统中移动的速度，这些液体系统比表面涂层本身厚得多的数量级。”雅各布斯教授说，总结了实验的结果。
结果可以帮助优化工业过程，包括挤出聚合物材料。亚博网站下载一旦面团通过形成的模具，链就会随着材料流动而升高而扩展。在工业应用中通常不希望材料（称为“ Die Swell”）的材料扩展（称为“ Die Swell”），但是可以通过适当涂覆模具的内表面来抑制Die Swell。
Karin Jacobs，实验物理学教授萨尔兰大学。
来源：https://idw-online.de/en/