
Физики из Франции и Великобритании выяснили, как на вероятность образования брызг при падении капли жидкости на поверхность влияет жесткость этой поверхности. Работа дает ученым инструмент для создания брызгогасящих поверхностей для работы с опасными препаратами и веществами. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters (препринт), кратко о нем сообщает Physics.Течение вязкой жидкости, в том числе и растекание капли, описывается уравнениями Навье-Стокса. Для этих уравнений не найдено решения в общем случае, а само его существование и гладкость — одна из задач тысячелетия. Из-за этого трудно теоретически моделировать различные процессы в жидкостях. Поэтому многие явления обнаруживаются и описываются в первую очередь экспериментально. К примеру, недавно физики выяснили, что капли вязкой жидкости, растекаясь в менее вязких жидкостях, принимают форму «котелка». С растеканием капли связан и другой, гораздо более известный процесс — образование брызг. При падении капли на поверхность с достаточно большой скоростью происходит разбрызгивание. Этот побочный процесс может быть опасен в том случае, если речь идет не о капле воды или краски, а о других, более токсичных жидкостях. Авторы новой работы провели серию экспериментов, чтобы выяснить, в каких условиях можно подавить разбрызгивание и какие процессы за это отвечают. Ученые бросали капли этанола на поверхности с различной упругостью и следили за их поведением с помощью высокоскоростной камеры. Физики сравнивали между собой жесткий акриловый пластик (с высоким модулем Юнга, около трех гигапаскаль) и различные силиконовые гели (модуль Юнга от 5,5 до 430 килопаскаль). Капли развивали к моменту падения скорость от двух до девяти метров в секунду, в зависимости от высоты, с которой они падали.
