Hi-Tech

Совместные исследования механизма образования капель жидкостей, проведенные учеными Университета Пердью и физиками из Чикагского университета, позволили разработать методику получения сверхтонких волокон из различных материалов, в том числе и проводящих электричество.

Суть разработанной технологии сводится к следующему. Когда через специальное сопло одно вещество медленно выталкивается в среду с другой вязкостью (подобно тому, как вытекают капли воды из водопроводного крана), происходит образование капли. При этом процесс отделения капли сопровождается появлением тонкого канала между соплом и формирующийся каплей. Когда вода капает из крана, этот канал относительно короткий и толстый, потому что вязкость воздуха намного ниже, чем у воды.

Ученые обнаружили, что длина этого формирующегося при каплеобразовании канала тем больше (а толщина - меньше), чем больше отношение вязкости внешней жидкости к вязкости жидкости, из которой образуется капля. Для объяснения этого явления и разработки соответствующего математического аппарата понадобилось два года работы.

На рисунках представлено образование капли воды в масле. На последнем хорошо виден тонкий канал, соединяющий каплю с соплом

Были проведены эксперименты по образованию капель в сверхвязких силиконовых гелях, чья вязкость в несколько раз больше, чем у воды. В результате, хотя капля формируется значительно дольше, чем обычно, удалось получить сверхтонкий канал, толщиной всего в 100 нанометров. Как заявляет один из участников проекта, профессор Осман Басаран, если образовывать капли из специального вещества, которое полимеризуется на свету, то можно получать из него тончайшие волокна. Этим способом, как надеется профессор, в будущем можно будет получать тончайшие гибкие волокна из прочнейших материалов и сверхминиатюрные проводники электричества, например, из специальных полимеров. Планируется, со временем, создать проводники с диаметром меньшим, чем длина волны электрона, что позволит значительно снизить тепловыделение и увеличить проводимость, получив некий аналог сверхпроводимости.