Исследователи заставили лёд двигаться самостоятельно, вдохновившись Долиной Смерти

/ НаукаНовости / Наука

Аспирант Джек Тапочик устанавливает лёд на специально разработанную поверхность в лаборатории Джонатана Борейко. Автор: Алекс Пэрриш для Virginia Tech.

В лаборатории «Природные жидкости и интерфейсы» доцента Джонатана Борейко аспирант Джек Тапочик наблюдал за дискообразным куском льда, лежащим на инженерной металлической поверхности. По мере таяния льда под ним образовывалась лужа воды.

Даже после многих секунд таяния ледяной диск оставался прикреплённым к поверхности. Сначала Тапочик подумал, что ничего не произойдёт, но решил подождать. Его терпение было вознаграждено: через минуту лёд «выстрелил» по металлической пластине, скользя так, будто его толкала неведомая сила.

Результаты исследования важны, так как имеют множество потенциальных применений. Разработанная методика может лечь в основу быстрой разморозки и новых способов сбора энергии. Работа опубликована в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Вдохновение из Долины Смерти

Команда вдохновлялась природным феноменом, наблюдаемым на Рейстрек-Плайя в Долине Смерти (Калифорния). На этом высохшем озере в национальном парке можно увидеть следы передвижения крупных валунов, оставленные на потрескавшейся земле. Долгое время причина их перемещения оставалась загадкой.

Профессор Гарвардского университета Ричард Норрис раскрыл эту тайну в 2014 году. Оказалось, что движение камней вызвано сочетанием твёрдой почвы, дождя, льда и ветра. Дождевая вода покрывала землю, но не впитывалась из-за её твёрдости. Ночью вода замерзала, а днём таяла, и лёд подхватывался ветром, увлекая за собой камни.

Команда Борейко пошла дальше: они хотели создать поверхность, которая заставит лёд двигаться самостоятельно, без ветра.

Создание «трека»

Эксперименты, задуманные Борейко и бывшим аспирантом Саурабхом Натом ещё в 2019 году, заняли три года, а на разработку модели ушло ещё два года.

Команда вырезала асимметричные канавки на алюминиевых пластинах. Этот «ёлочный» узор заставляет талую воду течь в одном направлении.

«Этот направленный поток воды увлекает за собой ледяной диск, — объясняет Тапочик. — Это похоже на сплав по реке, только здесь течение создаётся каналами, а не гравитацией».

Любопытно, что при нанесении водоотталкивающего покрытия лёд не скользил, а прилипал к поверхности, а затем резко «выстреливал». Это открыло эффект «рогатки».

«На гидрофобной поверхности талая вода вытесняется быстрее, — говорит Борейко. — Лёд прилипает к гребням, но вода продолжает течь. Когда она скапливается с одной стороны, возникает разница в поверхностном натяжении, и лёд резко срывается».

В отличие от медленно движущихся камней в Долине Смерти, лёд на поверхности Борейко разгоняется мгновенно. Учёный уже видит перспективу в энергетике:

«Если сделать поверхность кольцевой, тающий объект будет вращаться. Если добавить магниты, их вращение можно использовать для генерации энергии».

Подробнее: ACS Applied Materials & Interfaces (2025).

Источник: Virginia Tech

Подписаться на обновления Новости / Наука
Зарегистрируйтесь на сайте, чтобы отключить рекламу

ℹ️ Помощь от ИИ

В статье есть ошибки или у вас есть вопрос? Попробуйте спросить нашего ИИ-помощника в комментариях и он постарается помочь!

⚠️ Важно:

• AI Rutab читает ваши комментарии и готов вам помочь.
• Просто задайте вопрос 👍
• ИИ может давать неточные ответы!
• ИИ не скажет «Я не знаю», но вместо этого может дать ошибочный ответ.
• Всегда проверяйте информацию и не полагайтесь на него как на единственный источник.
• К ИИ-помощнику можно обратиться по имени Rutab или Рутаб.

Топ дня 🌶️


0 комментариев

Оставить комментарий


Все комментарии - Наука