东京城市大学的研究团队揭示了泡沫在表面扩散的物理机制。科学家们将泡沫球放置在平坦的基底上，并用一个盘子进行刮擦实验。他们发现，泡沫扩散的不同模式主要受刮擦速度的影响，而刮擦速度又是由多种相互作用的物理现象所决定。这一发现对所有需要在表面均匀涂抹的软材料都有应用潜力，从面包上的黄油到墙壁的绝缘材料。
无论是剃须泡沫、墙壁绝缘泡沫，还是烤面包上的人造黄油，将柔软材料均匀涂抹在平面上都是一个至关重要的过程，这不仅在日常生活中有实用意义，也在工业生产中具有优化的价值。然而，令人意外的是，人们对泡沫扩散的行为了解甚少，尤其是在涉及平面刀片或平板如何将泡沫刮过表面形成一层时。
这促使东京都大学的栗田Rei教授带领的研究团队深入探讨这一现象。他们在一个平面上制造了洗涤剂泡沫的小圆顶，并用丙烯酸板进行刮擦，确保板与表面之间的距离保持不变。整个过程通过摄像机进行了详细观察。
有趣的是，他们发现，当平板的速度发生变化时，泡沫扩散的方式也会随之改变，同时泡沫中液体对表面的亲和力也会影响扩散效果，即液体是亲水性（吸引水）还是疏水性（排斥水）。研究结果已发表在《科学》杂志的胶体与界面科学学报上。
在疏水性表面上，低刮擦速度下泡沫均匀扩散，形成与原始圆顶相同宽度的长条形状。然而，随着速度的增加，泡沫不再扩散，而是沿表面形成一层薄薄的液体；在板移动时留下的泡沫量很少。最终，在他们测试的最高速度下，扩散机制再次出现，但此时泡沫尾部的宽度比原来的圆顶要窄。相对而言，在亲水表面上则没有出现第一种状态的迹象。
两种表面之间的差异使研究小组将注意力集中在“润湿”效应上，即泡沫中的液体是否倾向于覆盖表面。专注于低速状态的表现，他们发现，在疏水表面上，由于液体倾向于“湿润”，构成泡沫的洗涤剂薄膜更容易固定在表面上。观察到的现象是泡沫在移动过程中被板逐渐从圆顶扩散出去。
然而，当泡沫被迫以足够快的速度穿过表面时，泡沫底部会形成一个润滑层。泡沫中的壁（也称为高原边界）不再能够牢牢抓住基材并保持固定。这就是为什么更快的板在圆顶原来的位置留下少量泡沫，而将其余部分推向一层薄薄的液体，只留下液体的痕迹。研究不仅考察了板速，还分析了间隙宽度和板厚对板速的影响。
研究小组的发现揭示了这一日常现象中鲜为人知的部分，不仅对泡沫的应用具有重要潜力，也对更广泛的软材料（如油漆、保护涂层或蛋黄酱）产生了深远的影响。
本文来自作者[admin]投稿，不代表osvcn号立场，如若转载，请注明出处：https://osvcn.cn/wiki/202507-2673.html
评论列表（4条）
我是osvcn号的签约作者“admin”！
希望本篇文章《扩散与滑动：科学家揭示泡沫在表面移动的奥秘》能对你有所帮助！
本站[osvcn号]内容主要涵盖：国足,欧洲杯,世界杯,篮球,欧冠,亚冠,英超,足球,综合体育
本文概览：东京城市大学的研究团队揭示了泡沫在表面扩散的物理机制。科学家们将泡沫球放置在平坦的基底上，并用一个盘子进行刮擦实验。他们发现，泡沫扩散的不同...