Эффект Cheerios — это процесс, при котором небольшие плавающие объекты группируются вместе на поверхности жидкости. Исследователи оптимизировали этот процесс, чтобы увеличить скорость конденсации для эффективных систем сбора воды. 2024 KAUST; Иван Громичо

 

Более эффективный способ улавливания пресной воды из воздуха может быть вдохновлен феноменом движения, впервые замеченным в мисках с хлопьями для завтрака.

Исследователи KAUST заметили, что, когда капли воды конденсируются из воздуха на холодную поверхность, покрытую маслом, они начинают сложный танец. Это движение, похожее на процесс, известный как эффект Cheerios, при котором плавающие злаки имеют тенденцию группироваться из-за поверхностного натяжения, может помочь ускорить сбор воды из атмосферы в засушливых регионах, таких как Саудовская Аравия.

«Мы заинтересованы в разработке поверхностей, которые могут способствовать конденсации воды, что имеет важное значение для теплопередачи и сбора воды», — говорит Маркус Лин, научный сотрудник лаборатории Дэна Дэниела, который руководил исследованием. На типичной твердой поверхности конденсированные капли прилипают к поверхности с минимальным движением. «Представьте себе воду, конденсирующуюся на банке из-под холодной газировки, — говорит Лин. — Капли перемещаются только тогда, когда они становятся достаточно большими, иначе гравитация не может тянуть их вниз».

У Дэниела, Лина и их коллег возникла идея, что  если покрыть поверхность тонкой пленкой масла, капли будут быстрей стекать по ней, освобождая место для дальнейшей конденсации капель, повышая скорость конденсации. Идея сработала, но сложные пути, по которым двигались капли, были полной неожиданностью, говорит Дэниел.

 

Как только капли выросли до критического размера, они начали двигаться по маслу в отчетливом узоре, похожем на сложный танец. «Сначала они двигались змеевидным образом, затем переходили к круговым движениям, а затем снова возвращались», — говорит Лин. «Эти движения происходили в масштабах от микрометров до нескольких сантиметров и длились в течение нескольких часов».