Druppels die de vliegtuigplating raken, kunnen de beschermende film van anti-ijsvormingsvloeistof breken, waardoor droge plekken achterblijven die vatbaar zijn voor gevaarlijke bevriezing. Op een vergelijkbare manier kunnen gesmeerde onderdelen in een industriële machine hun bescherming tegen wrijving verliezen als vallende druppeltjes gaten in de film prikken. Gepubliceerd in Vloeistoffen , de nieuwste aflevering in een reeks onderzoeken met opzichtige slo-mo-experimenten door Skoltech-onderzoekers en hun collega van de York University herbekijkt dit proces, deze keer van water naar meer viskeuze vloeistoffen. De bevindingen zijn belangrijk voor het verbeteren van anti-icing behandeling en smering protocollen.

"Industriële processen waarbij anti-ijsvorming en smering betrokken zijn, vereisen dat je een continue vloeistoffilm over het gehele oppervlak van belang in stand houdt", legt de eerste auteur van het onderzoek, Senior Research Scientist Viktor Grishaev van Skoltech uit. "Als de aard van het oppervlak echter zodanig is dat het vloeistof afstoot, kan alleen al het aanvullen van de film door vloeistof op het oppervlak te sproeien kwetsbare droge plekken creëren als gevolg van druppelbotsingen met de film. Onze studie legt uit wanneer dat gebeurt en hoe om het risico dat het gebeurt te minimaliseren."

Er zijn drie belangrijke parameters die ingenieurs kunnen controleren om het breken van de film te voorkomen. Om te beginnen zijn dikkere films moeilijker te breken, omdat de botsing dan een grotere krater moet creëren, anders zal deze sluiten en geen stabiel gat vormen. Ervan uitgaande dat de dikte van de film vast is, kunt u de impactenergie verminderen en daardoor voorkomen dat de kritische kratergrootte wordt bereikt door een of beide van de twee druppelparameters aan te passen:u hebt ofwel kleinere druppels nodig of degene die langzamer bewegen.

"Ons empirisch gefundeerde model verbindt al deze parameters met elkaar en maakt voorspellingen die goed overeenkomen met het experiment," merkte Grishaev op. "Deze meest recente studie in de serie verklaart bovendien dat, in tegenstelling tot water, een stroperige vloeistof - je kunt je honing of een smeermiddel voorstellen - een aanzienlijk deel van de impactenergie van de druppel zal verliezen aan wrijving, zowel tussen de moleculen in de druppel omdat het vervormd wordt door de botsing en tussen de moleculen in de film zelf als ze weggeduwd worden van het midden van de openingskrater."

Met zijn nieuwe inzichten in de interactie van inslaande druppeltjes met vloeibare films, biedt de studie hulpmiddelen voor het begrijpen en verbeteren van industrieel significante processen met vergelijkbare verschijnselen. Die kunnen variëren van regen die op een vliegtuig valt terwijl het klaar is om op te stijgen tot een waternevel die een nieuw vervaardigd heet metalen onderdeel koelt.

Gladde hydrofobe coatings kunnen effectiever zijn voor het ijsvrij maken van vliegtuigen