Известно, что капли жидкости, которые падают медленно на твердую поверхность со временем могут повредить твердый материал. Теперь ученые нашли ответ на вопрос: почему так проходит?
Вода камень точит
«У разных народов есть похожие поговорки, которые звучат как «вода камень точит». Они могут по-разному звучать, но у них у всех один и тот же смысл – будь настойчив и если что-то делаешь долго и упорно, то это принесет необходимые результаты. Но когда у вас есть капли воды и что-то твердое, как камень, то конечно возникает вопрос: почему падение капель может нанести повреждения твердой поверхности? Именно этот вопрос стал движущей силой нашего исследования», — говорит Сян Ченг из Университета штата Миннесота, США.
Новый метод изучения падающих капель воды
В прошлых исследованиях ученые использовали только визуальные методы изучения воздействия капель жидкости на твердые поверхности. Но исследователи из Университета штата Миннесота разработали новый метод микроскопии, с помощью которого можно измерить также силу и давление капель жидкости, когда они падают на что-то твердое.
В ходе исследования ученые выяснили, что сила, которую создает капля, на самом деле распространяется вместе с падающей каплей, а не концентрируется в ее центре. Что касается скорости падения, то она превышает скорость звука в коротких промежутках времени. Это создает ударную волну, которая разрушает поверхность.
Капли воды похожи на бомбу
«Каждая такая капля – это маленькая бомба. У нее высвобождается взрывная ударная энергия, что дает ей необходимую силу для разрушения твердых поверхностей с течением времени», — говорит Ченг.
Ученые считают, что теперь их новые данные можно передать инженерам, для того чтобы те смогли начать разработку более устойчивых к эрозии поверхностей. По словам Ченга, следующим этапом научной работы будет изучение того, как разные материалы подвергаются воздействию падающих капель воды.
«Мы покрываем разные твердые поверхности специальным покрытием, чтобы защитить их от влияния капель воды. Но, тот же дождь постепенно разрушает это покрытие и саму поверхность. Поэтому мы хотим разобраться, каким образом можно уменьшить воздействие капель воды на разные поверхности, чтобы можно было создать такие материалы, которые бы не разрушались от падения капель», — говорит Ченг.
