Зворотній ефект Ляйденфроста
Ефект Ляйденфроста виникає тоді, коли крапельку рідини поміщають на поверхню, гарячішу, ніж її точка кипіння, через що нижня частина крапельки постійно випаровується. Це створює “подушку” пари, яка відштовхує крапельку від поверхні і одночасно запобігає швидкому її википанню, і крапелька зависає над гарячою поверхнею. Тертя між крапелькою і поверхнею практично відсутнє, тож відмінності у текстурі поверхні можуть спричинити прискорення крапельки [див. відео з 1:19 хв.], й тоді вона може долати невеликі підйоми й навіть проходити крізь лабіринт.
Цей ефект, відкритий у 1756 році німецьким вченим Йоганом Ляйденфростом, мабуть, розважав людей протягом тисячоліть, і його часто демонструють у шкільних фізичних кабінетах.
Зворотній ефект Ляйденфроста був уперше описаний у 1969 році і стосується гарячого об'єкту, як-от крапелька, що зависає над холодною рідиною. У цім випадку тепло від крапельки спричиняє випаровування деякої кількости холодної рідини і утворення “подушки" з пари, яка відштовхує крапельку.
Anaïs Gauthier і його колеґи з University of Twente у Нідерландах, спостерігали це явище, коли вони поміщали крапельки спирту на поверхню рідкого азоту при -196 ° C. Вже за кілька секунд крапельки зі стану спокою набувають прискорення, розганяються до кількох см/сек і ковзають по прямій, рикошетуючи від стінок посудини з рідким азотом [див. відео]. Це триває десятки хвилин, перш ніж крапельки уповільнюються і спиняються, охолодившись до температури азотної бані. На думку Gauthier'а і його колеґ, крапельки стають “самохідними” через незначні порушення симетрії у плівці пари, які спричиняють витік пари з-під крапельки і виникнення тяги.
Група Gauthier'а вважає, що цим ефектом можна скористатися для розробки ефективних методів заморожування і транспортування біологічних матеріялів, у тім числі клітин і білків. Ці процеси промодельовано, і вчені сподіваються, що таке транспортування може відбуватися без ризику забруднення або розкладу матеріялів через нагрів.
Джерело: Self-propulsion of inverse Leidenfrost droplets explained by physicists
https://physicsworld.com/a/self-propulsion-of-inverse-leidenfrost-droplets-explained-by-physicists/
