Струйная печать: гидродинамика капель влияет на разрешение?

Что произойдет, если осторожно капать воду на водоотталкивающую поверхность? Ученые из Франции и Нидерландов провели такой эксперимент, и результаты их удивили. Исследования проводились под руководством доктора Дениса Бартоло (Denis Bartolo ) из Ecole Normale Superieure в Париже.

Ученые использовали высокоскоростную видеокамеру для съемки падения капель воды диаметром примерно 1 мм на гидрофобную поверхность. Начальная скорость падения капель составляла около 0,5 м/с, однако ученые обнаружили, что из капель выходит сверхтонкая струя с большой скоростью — около 20 м/с и выше.

По мнению ученых, такие струи возникают из-за «схлопывания» воздушных пузырьков, заключенных внутри капли, в момент ударения капли о водоотталкивающую поверхность. Этот эффект не наблюдается для капель воды, имеющих скорость падения более 0,7 м/с — в этом случае воздушные пузырьки не задерживаются внутри капель. Ученые также обнаружили, что при определенных условиях очень большие пузырьки воздуха могут оставаться заключенными внутри капель.

Полученные результаты, по мнению исследователей, можно будет применить во многих областях: при окраске распылением, в лазерных принтерах и при нанесении пестицидов на листья растений. И задержка пузырьков воздуха, и формирование струи крайне нежелательны в перечисленных случаях — к примеру, струйки будут ограничивать разрешение печати, а пузырьки способствовать отслаиванию краски.