Эффект Cheerios вдохновляет на разработку новых роботов

Существует распространенная научно-популярная демонстрация, включающая «мыльные лодки», в которых жидкое мыло, вылитое на поверхность воды, создает движущий поток, вызываемый градиентами поверхностного натяжения. Но это длится недолго, поскольку мыльные поверхностно-активные вещества быстро насыщают поверхность воды, устраняя поверхностное натяжение. Использование этанола для создания подобных «кораблей для коктейлей» может значительно продлить эффект, поскольку спирт испаряется, а не насыщает воду.

По мнению ученых, эта простая демонстрация в классе также может быть использована для перемещения крошечных роботизированных устройств по жидким поверхностям для выполнения различных экологических или промышленных задач. препринт разместил в разделе физики arXiv. Авторы также использовали так называемую «Эффект приветствия«как средство самосборки для создания кластеров крошечных роботов, работающих на этаноле.

Как сообщалось ранее, те, кто любит Cheerios на завтрак, хорошо знакомы с тем, как последние несколько вкусных маленьких букв «О» имеют тенденцию слипаться в миске: либо смещаясь к центру, либо к внешним краям. Эффект «Чириоса» встречается повсюду в природе, например, в зернах пыльцы (или, альтернативно, яйцах комаров или жуков), плавающих на поверхности пруда; мелкие монеты плавают в миске с водой; или огненные муравьи, сбившиеся в кучу формировать спасательные плоты во время наводнений. А бумага 2005 г. в Американском журнале физики изложил лежащую в основе физику, определив виновника в сочетании плавучести, поверхностного натяжения и так называемого «мениск эффект.»

Все это складывается в своего рода капиллярное действие. По сути, массы Cheerios недостаточно, чтобы разрушить поверхностное натяжение молока. Но достаточно оставить крошечную вмятину на поверхности молока в миске, и если два Cheerios окажутся достаточно близко, изогнутая поверхность жидкости (мениск) заставит их естественным образом сдвинуться друг к другу. «Вмятины» сливаются, а буквы «О» слипаются. Добавьте в смесь еще один Cheerio, и он тоже будет следовать за кривизной молока, приближаясь к своим собратьям «О».

ЧИТАТЬ  Что захламляет вашу квартиру: топ-8 вещей, которые нужно выбросить

Физики сделали первые прямые измерения различных сил, участвующих в этом явлении в 2019 году. И они обнаружили еще один дополнительный фактор, лежащий в основе эффекта Чириоса: диски наклонялись друг к другу, когда они приближались к воде. Таким образом, диски сильнее прижимались к поверхности воды, что приводило к отталкиванию жидкости. Именно это приводит к увеличению притяжения между двумя дисками.

Source

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Строительство. Ремонт. Садоводство