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

Авторы

  • Уколов А.И. Керченский государственный морской технологический университет, Керчь, Российская Федерация
  • Попова Т.Н. Керченский государственный морской технологический университет, Керчь, Российская Федерация

УДК

532.64

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-16-2-68-74

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∘. При уменьшении V= 0,5 мкл подобное расхождение отсутствовало, а угол контакта принимал свое максимальное значение θC=165∘. 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 о финансировании

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

Информация об авторах

  • Алексей Иванович Уколов

    канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры математики, физики и информатики Керченского государственного морского технологического университета

  • Татьяна Николаевна Попова

    д-р пед. наук, профессор кафедры математики, физики и информатики Керченского государственного морского технологического университета

Библиографические ссылки

  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. [Pridvorov, B.N., Popova, T.N., Ukolov, A.I. Supergidrofobnye poverhnosti. Obzor [Superhydrophobic surfaces. Review]. Obrazovanie, nauka i molodezh [Education, Science and Youth], 2017, vol. 2, pp. 107–120. (In Russian)]
  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. [Ukolov, A.I., Popova, T.N. Issledovanie kraevogo ugla kapli morskoj vody pri isparenii na supergidrofobnoj poverhnosti stali A40S s uchetom gravitacii [The contact angle of a sea-water drops on a superhydrophobic surface of steel a40s during evaporation research] Ekologicheskij vestnik nauchnyh centrov Chernomorskogo ehkonomicheskogo sotrudnichestva [Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation], 2018, vol. 15, no. 2, pp. 102–107. (In Russian)]
  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. [Kolegov, K.S., Lobanov, A.I. Matematicheskoe modelirovanie dinamiki zhidkosti v isparyayushchejsya kaple s uchyotom kapillyarnyh i gravitacionnyh sil [Mathematical modeling of fluid dynamics in an evaporating drop with allowance for capillary and gravitational forces]. Vestnik RUDN. Seriya Matematika. Informatika. Fizika [Bulletin of RUDN. Mathematics series. Computer science. Physics], 2014, no. 2, pp. 375–380. (In Russian)]
  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. [Najdich, Yu.V., Gab, I.I., Stecyuk, T.V., Kostyuk, B.D. Vliyanie gravitatsii na smachivanie i kapillyarnye yavleniya v kontaktnykh sistemakh "zhidkost' – tverdoe telo" [Effect of gravity on wetting and capillary phenomena in liquid-solid contact systems]. Kosmichna nauka i tekhnologiya [Space Science and Technology], 2013, vol. 19, no. 5, pp. 50–55. (In Russian)]
  14. Young T. An essay on the cohesion of fluids // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 1805. Vol. 95. P. 65–87.

Скачивания

Загрузки

Выпуск

Том 16 (2019) № 2

Страницы

68-74

Раздел

Физика

Даты

Поступила в редакцию

4 апреля 2019

Принята к публикации

27 апреля 2019

Публикация

28 июня 2019

Как цитировать

[1]
Уколов, А.И., Попова, Т.Н., Влияние гравитации на форму капель морской воды на супергидрофобной поверхности при испарении. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2019, т. 16, № 2, pp. 68–74. DOI: 10.31429/vestnik-16-2-68-74

Лицензия

Copyright (c) 2019 Уколов А.И., Попова Т.Н.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Похожие статьи

31-40 из 118

Вы также можете начать расширенный поиск похожих статей для этой статьи.