Команда ученых из МГУ под руководством профессора Ольги Виноградовой разработала теорию, объясняющую движение жидкости, текущей вдоль поверхности под воздействием электрического поля. Статья исследователей опубликована в журнале Physical Review Letters.
Авторы статьи показали теоретически и подтвердили в компьютерном эксперименте, что при количественном описании течений в электрических полях вдоль гидрофобной поверхности следует учитывать не граничное условие прилипания жидкости, как до сих пор считалось, а электро-гидродинамическое условие скольжения.
Дело в том, что около заряженной поверхности в растворе образуется облако ионов противоположного знака, которое и является причиной возникновения электро-осмотического течения — так называют течение жидкости под действием электрического поля через капилляр, пористую преграду или в тонком канале.
При этом, в зависимости от подвижности или неподвижности поверхностных зарядов, могут происходить совсем разные вещи. Когда заряды неподвижны, скорость электро-осмотического течения увеличивается благодаря гидрофобному скольжению. Но когда поверхностный заряд способен реагировать на приложенное электрическое поле, возникает немало вариантов развития событий, как показывают описанные в статье результаты: что можно индуцировать электро-осмотическое течение даже вблизи незаряженной поверхности или, наоборот, полностью подавить такое течение в каналах с идеально скользкими заряженными стенками.
Полученные российскими учеными результаты можно будет использовать как в дальнейших исследованиях, — в физике, химии и биологии, — так и в прикладных целях — разработках в сфере медицины и фармацевтики, водоочистки и очистке почв от загрязнений, обогащении полезных ископаемых etc.
