Влияние гравитации на форму капель морской воды на супергидрофобной поверхности при испарении

  • Уколов А.И. Керченский государственный морской технологический университет, Керчь, Россия
  • Попова Т.Н. Керченский государственный морской технологический университет, Керчь, Россия
УДК: 532.64

Аннотация

В работе экспериментально исследовано влияние гравитации на форму капель морской воды на супергидрофобном покрытии судостроительной стали марки A40S. На специально сконструированной установке выполнены оптические наблюдения и измерение угла контакта капли при испарении. Показано, что существует заметный разброс величины угла контакта для капель объемом более 1 мкл, который на различных этапах испарения может достигать 2-10$^\circ$. При уменьшении $V=~0,5$ мкл подобное расхождение отсутствовало, а угол контакта принимал свое максимальное значение $\theta _{C} = 165^\circ$. Полученные результаты направлены на расширение понимания возможности реального применения супергидрофодных покрытий для защиты оборудования, контактирующего с морской водой.

Ключевые слова: супергидрофобная поверхность, судостроительная сталь, угол контакта, гравитация, испарение, морская вода

Информация об авторах

Алексей Иванович Уколов
канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры математики, физики и информатики Керченского государственного морского технологического университета
e-mail: ukolov_aleksei@mail.ru
Татьяна Николаевна Попова
д-р пед. наук, профессор кафедры математики, физики и информатики Керченского государственного морского технологического университета
e-mail: ptn1311@yandex.ru

Литература

  1. Ferrari M., Benedetti A. Superhydrophobic surfaces for applications in seawater // Advances in Colloid and Interface Science. 2015. Vol. 222. P. 291–304.
  2. Samaha M.A., Tafreshi H.V., Gad-el-Hak M. Superhydrophobic surfaces: from the lotus leaf to the submarine // Comptes Rendus Mecanique. 2012. Vol. 340. P. 18–34.
  3. Придворов Б. Н., Попова Т. Н., Уколов А. И. Супергидрофобные поверхности. Обзор // Образование, наука и молодежь. 2017. 2017. Ч. 2. C. 107–120.
  4. Genzer J., Efimenko K. Recent developments in superhydrophobic surfaces and their relevance to marine fouling: a review // Biofouling. 2006. Vol. 22. No. 5. P. 339–360.
  5. Gupta R., Vaikuntanathan V., Sivakumar D. Superhydrophobic qualities of an aluminum surface coated with hydrophobic solution NeverWet // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2016. Vol. 500. P. 45–53.
  6. Ferrari M., Ravera F., Rao S., Liggieri L. Surfactant adsorption at superhydrophobic surfaces // Applied Physics Letters. 2006. Vol. 89. P. 053104.
  7. Scarratt L.R.J., Steiner U., Neto Ch. A review on the mechanical and thermodynamic robustness of superhydrophobic surfaces // Advances in Colloid and Interface Science. 2017. Vol. 246. P. 133–152.
  8. Уколов А.И., Попова Т.Н. Исследование краевого угла капли морской воды при испарении на супергидрофобной поверхности стали A40S с учетом гравитации // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2018. Т. 15. № 2. C. 102–107.
  9. Zhang X. et al. Polyelectrolytemultilayer as matrix for electrochemical deposition of gold clusters: towardsuper-hydrophobic surface // Journal of the American Chemical Society. 2004. Vol. 126. P. 3064–3065.
  10. Bartashevich M.V., Kuznetsov V.V., Kabov O.A. Gravity effect on the axisymmetric drop spreading // Microgravity Science and Technology. 2010. Vol. 22. P. 107–114.
  11. Diana A., Castillo M., Brutin D., Steinberg T. Sessile drop wettability in normal and reduced gravity // Microgravity Science and Technology. 2012. Vol. 24, No. 3. P. 195–202.
  12. Колегов К.С., Лобанов А.И. Математическое моделирование динамики жидкости в испаряющейся капле с учётом капиллярных и гравитационных сил // Вестник РУДН. Серия Математика. Информатика. Физика. 2014. № 2. С. 375–380.
  13. Найдич Ю.В., Габ И.И., Стецюк Т.В., Костюк Б.Д. Влияние гравитации на смачивание и капиллярные явления в контактных системах "жидкость – твердое тело" // Космічна наука і технологія. 2013. Т. 19, № 5. С. 50–55.
  14. Young T. An essay on the cohesion of fluids // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 1805. Vol. 95. P. 65–87.

Финансирование

Исследование поддерживается Керченским государственным морским технологическим университетом по контракту № АААА-А18-118021990017-5.

Страницы
68-74
Раздел
Физика
Прислано
2019-04-04
Опубликовано
2019-06-28