Учёные придумали способы борьбы с эффектом чайника

Носики многих чайников беспардонно протекают, стоит только немного неправильно наклонить сосуд. Это явление происходит настолько часто, что ему даже дали своё имя — "эффект чайника". Отчего так происходит и как бороться с неприятным явлением, рассказали исследователи из университета Лиона (Universit ? de Lyon).

В исследовании все процессы, происходящие при срыве струи с носика, были расписаны с математической точностью (фото и иллюстрация Duez et al.).

На самом деле вода начинает течь мимо чашки из-за того, что поток из носика чайника ослабевает. Физики объясняют это так: когда человек выливает жидкость, она стремится повторить изгиб края. При сильном наклоне и, соответственно, сильном потоке струя срывается с края носика, но стоит ему чуть ослабеть, и вода уже бежит по стенке носика к донцу, в конце концов проливаясь на всё вокруг.

Предыдущие исследования в этой области (и ведь заинтересовался кто-то!) показали, что очень многие факторы определяют, произойдёт ли отрыв. Среди них радиус кривизны нижнего краешка носика, скорость потока, пористость, а также намокаемость материала, из которого сделан чайник.

Почувствуйте разницу: сверху показан чайник, носик которого покрыт гидрофильным веществом (притягивающим воду), снизу – с супергидрофобным покрытием. На картинках слева – поток сильный, справа – слабый. У нового сосуда вода начинает капать, вместо того чтобы стекать по стенке (фото Duez et al.).

Французский специалист по гидродинамике Сирил Дуэс (Cyril Duez) и его коллеги задумали решить эту проблему раз и навсегда и подошли к ней комплексно. В ходе тестов выяснилось, что настоящей причиной подтекания является гидрокапиллярность, которая определяет, оторвётся ли струйка воды от носика во время выливания или нет. Все ранее перечисленные факторы так или иначе повязаны на этой характеристике.

Что же делать, чтобы "эффект чайника" пропал? Дуэс считает, что выходов два. Первый: сделать нижний краешек как можно более тонким, тогда в случае с металлическим носиком проблема станет проявляться значительно реже.

Второй (более действенный): сделать специальное супергидрофобное покрытие, оно будет отталкивать воду, заставляя струю срываться в любом случае. Эффект исчезнет. Более подробно об исследовании читайте в статье авторов, появившейся на сервере препринтов arXiv.org

Корреспондент Technology Review предположил, что данное открытие достойно Шнобелевской премии, не меньше. Заметят ли его организаторы, узнаем в будущем году.

Читайте также о покрытиях, отражающих натиск горячей воды и органических жидкостей, а ещё ускоряющем закипание воды в чайнике.