3D-печать станет точнее благодаря контролю над испарением капель

Исследователи из Окинавского института науки и технологий под руководством профессора Дэна Дэниела описали физику испарения заряженных капель воды, размещенных на поверхностях без трения. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Эксперименты показали, что миллиметровые капли воды на пластиковой поверхности, покрытой силиконовым маслом, периодически выбрасывают струи микрокапель за микросекунды. Масло устраняет трение между каплей и основанием, позволяя жидкости менять форму. Без масляного слоя капли испарялись бы равномерно.

Капли получали положительный заряд при прохождении через пластиковые пипетки из-за переноса заряда на границе материалов. В процессе испарения заряд концентрировался, запуская цикл преобразований. Ученые выявили два пороговых значения вместо одного предела Рэлея, установленного в 1882 году для взвешенных капель. При первом пороге капля вытягивается и образует острый конус со стороны накопления зарядов. При втором из конуса вырывается водяная струя с заряженными микрокаплями.

Выброс снижает заряд основной капли ниже порога, затем испарение снова концентрирует заряды и цикл повторяется. Временная задержка между удлинением капли и выбросом микрокапель может улучшить управление процессом электрораспыления. Открытие применимо для нанопроизводства, ионизации электрораспылением и 3D-печати.

Источник: Phys.org