阿尔托大学 疏水表面上的蜂蜜滴
学分:阿尔托大学 众所周知，像蜂蜜这样粘稠的液体比像水这样的低粘度液体流动更慢
研究人员惊讶地发现，当液体流过涂有化学物质的毛细管时，这种行为发生了逆转
事实上，通过这些特殊涂层的管子，液体的粘度增加了一千倍，流动速度加快了十倍
不同流体流过管道的速度对许多应用都很重要:从炼油厂等工业过程到人类心脏等生物系统
传统上，如果你需要让流体更快地流过管道，你就要增加管道上的压力
然而，这种技术有其局限性；在冒着爆裂的危险之前，你只能给管道施加这么大的压力
对于细而窄的管道来说尤其如此，比如用于生产药物和其他复杂化学物质的微流体，因此研究人员正在研究是否可以在不增加压力的情况下提高液体流过细管的速度
在10月16日发表在《科学进展》杂志上的论文中，研究人员发现，通过在管道内部涂覆排斥液体的化合物，它们可以使粘性液体比低粘度液体流动得更快
“超疏水表面由将空气截留在涂层内的微小突起组成，因此停留在表面上的液滴就像在气垫上一样，”罗宾·拉斯教授解释说，他在阿尔托大学应用物理系的研究团队在极其防水的涂层领域取得了一系列有趣的发现，包括最近在《科学》和《自然》上发表的论文
这项工作的快速解释者，包括论文《学分:阿尔托大学》的样本数据 超疏水涂层本身不会加速更粘稠液体的流动
如果你把一滴蜂蜜和一滴水放在超疏水涂层表面，然后倾斜表面，让重力使水滴移动，低粘度的水会更快地流下来
但是当一个液滴被限制在微流体学中使用的一个非常窄的管子里时，事情就发生了巨大的变化
在该系统中，管壁上的超疏水涂层在管内壁和液滴外部之间产生了小的气隙
“我们发现，当液滴被限制在一个密封的超疏水毛细管中时，液滴周围的空气间隙对于更粘的液体来说会更大
这个较大的气隙使得粘性流体在重力作用下流动时比粘性较小的流体更快地通过管道
该论文的第一作者Maja Vuckovac
效果的大小相当可观
比水粘性大一千倍的甘油液滴通过试管的速度比水滴快十倍以上
研究人员拍摄了液滴通过试管的过程，不仅跟踪液体通过试管的速度，还跟踪液体在液滴内部的流动情况
对于粘性液体，液滴内部的液体几乎不移动，而在低粘度液滴中检测到快速混合运动
超疏水涂层管中的一滴蜂蜜
学分:阿尔托大学 “关键的发现是，粘性较低的液体也设法渗透到液滴周围的气垫中，使液滴周围的气隙变薄
这意味着管中低粘度液滴下方的空气不能像具有较厚气隙的更粘液滴那样快速移动
由于较少的空气设法挤过低粘度的液滴，这些液滴被迫以比它们的粘性更大的液滴更慢的速度沿管道向下移动
该项目的研究人员之一玛蒂尔达·巴克霍姆
该团队开发了一个流体动力学模型，可以用来预测液滴在涂有不同超疏水涂层的管道中的运动
他们希望在这些系统上的进一步研究可以在微流体方面有重大应用，微流体是一种化学工程技术，用于精确控制少量液体和制造复杂的化学物质，如药物
通过能够预测涂层如何用于改变流体流动，涂层可能有助于工程师开发新的微流体系统
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