Юный техник, 2012 № 10

Это наблюдение Денис Бартоло из французской Ecole Normal Superieure и его коллеги из Нидерландов зафиксировали на видео и рассчитали, что при начальной скорости капли, равной 50 см в секунду, скорость отделяющейся от нее тонкой струйки равна 20 м в секунду.

Однако если увеличить скорость капли, сделав ее больше 70 см в секунду, этот эффект исчезает. Почему?

Исследователи предположили, что микроскопический поток воды возникает от столкновения друг с другом и «взрыва» заключенных в капле пузырьков воздуха, когда капля деформируется в результате удара о поверхность. А при увеличении скорости падения капли пузырькам воздуха в капле удержаться уже не удается, и «взрывов» уже не происходит.

Полученные результаты важны для понимания практически всех процессов, при которых происходит столкновение капель с поверхностью. Речь идет и о струйной печати, и о капельном орошении, а также об опрыскивании пестицидами в агрономии и применении аэрозолей в современном изобразительном искусстве.

Теперь давайте отправимся к химикам Принстонского университета, которые разработали новую технологию для быстрой печати удивительно тонких линий, позволяющую печатать линии в десять раз тоньше и на несколько порядков быстрее, чем обычно, что должно дать толчок развитию гибкой электроники и произвести революцию в технологии производства дисплеев.

В основе метода лежит известная технология получения электродинамических струй, при которой жидкость из сопла вытягивает сильное электрическое поле.

Особенность таких струй — их неустойчивость, из-за которой струя либо быстро разбивается на мелкие капельки, либо начинает извиваться, словно змея. Эти неустойчивости давно используют в различных технологических процессах. Например, режим «извивающейся змеи» используется, чтобы свивать волокна при плетении нитей. А режим мелких капель — для нанесения на поверхность ровного слоя краски.

Однако математически предсказать поведение струи долго не могли. Принстонские исследователи обратили внимание на то, что, когда струя начинает извиваться, ток, идущий по самой струе, заметно меньше полного тока в цепи. В природе, как известно, ничто не исчезает. Оставалось предположить, что воздух вокруг струи ионизируется, и часть тока течет по окружающей струю плазме, заставляя струю извиваться.

Эта гипотеза позволила развить теорию электродинамических струй и найти параметры, при которых струи устойчивы, сообщает журнал Physical Review Letters.

Причем теория блестяще подтвердилась на практике. В ходе эксперимента удалось получить струи толщиной в 100 нанометров и длиной до 8 миллиметров. Интересно, что получается такая струйка из сопла диаметром в полмиллиметра (то есть сопло в 5000 раз толще струйки!). Это, в свою очередь, позволяет избежать засорения сопловых отверстий и довести скорость печати линий до нескольких метров в минуту. Раньше линии такой толщины можно было получать только травлением или электронным лучом и не быстрее, чем примерно микрон в минуту.

Высокоскоростная струйная печать позволит создавать большие электронные схемы на гибкой основе, широкоформатные дисплеи, трехмерные решетки для фотонных кристаллов и многое другое, уверяют разработчики, уже запатентовавшие свою технологию.

И это еще не все об исследованиях, связанных с водяными каплями. Вероятно, в ближайшем будущем мы узнаем еще немало сенсационного об этой, казалось бы, заурядной жидкости — воде.

Публикацию подготовил С. СЛАВИН

У СОРОКИ НА ХВОСТЕ

ЛЕД В ПУСТЫНЕ?

Голландец Ап Ферегген предложил идею производства льда в пустыне в специально установленных скульптурах, по внешнему виду напоминающих гигантские листья. По всей поверхности скульптур будут установлены солнечные батареи. Полученная энергия будет запускать механизм конденсации паров воды, содержащихся в воздухе, а затем конденсат будет заморожен.

Когда проект Фереггена будет воплощен в жизнь, пока неизвестно. Однако голландец заявил, что ему и его коллегам, работающим в нидерландской лаборатории Zoetermeer, где воссозданы условия пустыни, уже удалось произвести кусок льда толщиной 10 см. Сами же скульптуры, образующие лед, могут послужить, например, своеобразными кондиционерами в залах ожидания аэропортов или в зонах отдыха тропических стран.

КНИЖНЫЕ ГЕРОИ. Книголюбам свойственно подсознательно перенимать черты характера, и особенности поведения героев художественных произведений, с которыми они себя отождествляют. Такое заключение сделали исследователи из Университета штата Огайо на основании анализа экспериментов, проведенных при участии 500 добровольцев.

«Если во время чтения произведения вы как бы растворяетесь в мире вымышленного героя, то можете и в действительности изменить свое поведение, рассматривая происходящее в реальной жизни под тем же углом зрения, что и главный герой произведения, — подчеркивают авторы работы Джефф Кауфман и Лиза Либби. — Причем, в зависимости от характера героя, подобное восприятие может оказать на читающего как отрицательное, так и положительное воздействие».

КАКАЯ ПОЛЬЗА ОТ АСТЕРОИДОВ? Один из первых космических туристов Эрик Андерсон и предприниматель Питер Диамандис представили необычный проект по добыче полезных ископаемых на астероидах. Новая программа уже привлекла внимание инвесторов, среди которых известный американский кинорежиссер Джеймс Кэмерон и члены совета директоров компании «Гугл» — Ларри Пейдж и Эрик Шмидт.

На начальном этапе программа будет сосредоточена на строительстве недорогих спутников, предназначенных для разведки природных ресурсов, которые могут находиться на астероидах. Основатели проекта не исключают, что первый демонстрационный старт может состояться в ближайшие два года. В случае удачного развития программы в последующие пять лет компания перейдет непосредственно к добыче полезных ископаемых — прежде всего драгоценных металлов, например платины.

БРАСЛЕТЫ ДЛЯ ЗАБЫВЧИВЫХ. Французская новинка предназначена для людей, имеющих привычку на ходу что-то записывать прямо на руке. Теперь это можно сделать на бумажном браслетике разработки парижской студии РА Design. В течение дня на браслете можно сделать пометки, а вечером снять браслет и перенести необходимые сведения в ежедневник или в память компьютера.

ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ Комета в колбе

Множество сложных органических веществ — 26 видов аминокислот — обнаружила в искусственном кометном льду группа специалистов, работающих по программе европейской космической миссии «Розетта», сообщает научное издание ChemPlusChem.

Вселенские «инкубаторы»

В наши дни все больше сторонников приобретает так называемая гипотеза панспермии, согласно которой жизнь не зародилась на нашей планете, а была привнесена на нее в виде сложных органических аминокислот, которые и являются «кирпичиками» всего живого на Земле. «Почтальонами» послужили кометы и метеоры, которые в большом количестве блуждают по просторам Солнечной системы и даже за ее пределами. На них в самом деле уже несколько раз обнаруживали органические вещества.