Кипящие капли заставили двигаться в гору

Движение капель вверх по разогретой подложке (вверху). Отклонение движения в стороны в зависимости от температуры (внизу). Иллюстрации из статьи Grounds, Still & Takashina, Scientific Reports, 2012

Британские физики научились контролировать движение капель, левитирующих над раскаленной поверхностью благодаря эффекту Лейденфроста: направлять их вверх по уклону и отклонять в стороны. Работа опубликована в журнале Scientific Reports, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Университета Бата.

Ученые работали с металлическими поверхностями, несущими зубчатую текстуру разного характера. На эти разогретые поверхности исследователи наносили капли воды и наблюдали за их движением. Оказалось, что наклон зубчатых борозд направляет кипящую левитирующую каплю воды вдоль собственного наклона даже тогда, когда при этом капле приходится взбираться в гору против силы тяготения.

Авторы показали, что поверхности с более заостренными бороздами способны "двигать" капли вверх под более значительными углами - до 18 градусов.

Кроме того, ученые создали поверхность с тройной насечкой: на относительно крупные основные борозды наносились под прямыми углами дополнительные. Такие поверхности обладали еще более необычными свойствами. Они направляли кипящие капли вверх по уклону, однако при этом допускали управление горизонтальным смещением: капли двигались прямо, влево или вправо в зависимости от того, до какой именно температуры была нагрета поверхность.

Эффект Лейденфроста хорошо известен всем, кто когда-либо капал воду на раскаленную сковородку. Он заключается в том, что вода на поверхности, температура которой превышает определенное критическое значение, начинает левитировать на подушке из пара, исходящего с нижней стороны капли.

Ранее другая группа физиков показала, что эффект Лейденфроста можно использовать для того, чтобы заставить воду кипеть без образования пузырьков. В ходе эксперимента ученые опускали в воду разогретые металлические шарики, имеющие сильные водоотталкивающие свойства благодаря нанесению микротекстуры и специального химического покрытия.