软表面物理学:颠覆液体飞溅的颠覆性创新

牛津大学工程学教授Alfonso Castrejón-Pita及其团队在《Physical Review Letters》期刊上发表研究,揭示了液体飞溅的物理学原理,并据此开发出新型抗飞溅表面材料。该研究的核心发现是,表面的“软度”与液体飞溅程度呈负相关。研究人员利用不同硬度的硅胶表面,通过高速摄像机捕捉乙醇液滴撞击时的细节。
研究发现,当液滴接触表面时,底部会迅速展平,产生高压区域并向外扩散。若表面过硬,该高压环会引发微小液滴从主液滴边缘爆裂,形成飞溅。然而,当表面足够柔软时,它会随着液滴的撞击而变形,从而有效降低峰值压力,阻止了飞溅的发生。
这一发现对于提升实验室、厨房等易发生液体泼溅场景的安全性具有重要意义,可减少病原体传播的风险。然而,目前研究中的超软材料过于脆弱,尚无法满足实际应用中的耐用性要求。未来研究需致力于开发兼具抗飞溅性能与足够物理强度的涂层材料,才能将这项技术广泛应用于日常环境。
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