«ПЕРВЫЙ СРЕДИ РАВНЫХ...»
Нормативные документы
Противодействие коррупции
Поступающим
Студентам
Выпускникам
Проект 5-100
Аккредитация специалистов
26.02.2008

Наночастицы меняют угол смачивания жидкости в электрическом поле

Исследователи из политехнического института Ренселлера (Rensselaer Polytechnic Institute — RPI) во главе с профессором Теодорианом Борка-Тасчиуком (Theodorian Borca-Tasçiuc) показали, что жидкости, содержащие в своём составе наночастицы, при приложении электрического поля меняют угол смачивания и при этом остаются стабильными. 

Борка-Тасчиук и его команда поместили на кремниевую подложку, покрытую слоем диоксида кремния и тефлона, каплю водной суспензии (деионизированная вода) наночастиц теллурида висмута (средний диаметр — 3 нанометра, покрыты тиогликолевой кислотой). 

Затем к капле было приложено электрическое поле. Как и положено (эффект электросмачивания на диэлектрической подложке), жидкость изменила угол смачивания со 110 до 84 градусов (в промежутке 0-60 вольт). 

Схематическое изображение проведённого опыта (иллюстрация Rensselaer Polytechnic Institute).

Схематическое изображение проведённого опыта (иллюстрация Rensselaer Polytechnic Institute).

Учёные провели тот же самый эксперимент с водными (также в деионизированной воде) растворами тиогликолевой кислоты и Na2SO4. Тогда угол смачивания уменьшился на 7 и 17 градусов соответственно. 

Кроме того, оказалось, что в случае с наночастицами угол смачивания более стабилен (не происходит образование пузырьков на линии контакта), и в протестированном промежутке напряжений не происходит своего рода "насыщения угла смачивания" (явления, когда дальнейший рост приложенного напряжения даёт всё меньший и меньший эффект). 

"Используя поле такого же напряжения, мы получаем больший эффект именно благодаря внедрению наночастиц", — говорит в пресс-релизе университета Теодориан. 

Полученные фотографии капель: капля деионизированной воды, содержащая наночастицы Bi<sub>2</sub>Te<sub>3</sub> при напряжении 0 вольт (a) и 64,5 вольта (b) в сравнении с 0,01 молярным раствором Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> в деионизированной воде при напряжении 0 вольт (c) и 40 вольт (d) (иллюстрация Rensselaer Polytechnic Institute).

Полученные фотографии капель: капля деионизированной воды, содержащая наночастицы Bi2Te3 при напряжении 0 вольт (a) и 64,5 вольта (b) в сравнении с 0,01 молярным раствором Na2SO4 в деионизированной воде при напряжении 0 вольт (c) и 40 вольт (d) (иллюстрация Rensselaer Polytechnic Institute).

Данное открытие поможет в создании новых типов миниатюрных линз для фото и видеокамер, дисплеев сотовых телефонов и прочих устройств, использующих свойства жидкостей в микромасштабе (например MEMS — микроэлектромеханических систем). Пригодится оно, вероятно, и для охлаждения компьютерных чипов без использования насосов.

Статья авторов опубликована в журнале Nanotechnology в открытом доступе.

Источник: PhysOrg.com


Исходная статья: MEMBRANA