Ученые из Индии создали теорию растекания жидкости по бумаге

Москва, 11:39, 05 Дек 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Группа исследователей из Индии создала концептуальную модель, объясняющую, как жидкость диффундирует через бумагу, которая имеет применения в медицине и производстве парфюмерии.

Молекулы движутся хаотично, сталкиваясь друг с другом в постоянном движении. Это можно почувствовать, когда запах духов распространяется по комнате. Процесс называется диффузией. Теория диффузии может быть применена к растеканию жидкости по бумаге – один и тот же процесс, действующий от чернильной ручки до бумаги для сбора медицинских анализов.

«Жидкость распространяется в бумаге, по сути, случайными движениями жидкости через случайно распределенную сеть волокон», — сказал Суман Чакраборти из Индийского технологического института в Харагпуре.

Разработка диффузионной теории в контексте взаимодействия бумага-жидкость, где динамика движения создается извилистыми сетями волокон, является теоретической новинкой и раскрывает новые детали. В своем эксперименте исследователи наблюдали за распространением чернил на фильтровальной бумаге с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Была сопоставлена динамика распространение жидкости от одиночного капилляра к более широкой сети волокон. Затем ученые вычислили транспортные характеристики жидкости, движущейся через бумажную матрицу.

Оказалось, что, несмотря на разносторонние области использования бумаги, есть принципиальная уникальность того, как жидкость расползается по бумаге, что приводит к общей и единой теории об этом процессе.

Теория утверждает, что молекулы жидкости движутся через сеть волокон бумаги в соответствии с принципами универсальной диффузионной динамики.

«Бумага состоит из сети волокон, распределенных случайным образом, — сказал Чакраборти. — Как следствие, происходит случайное движение жидкости во всех возможных направлениях. Мы знаем, что молекулы движутся хаотически и сталкиваются друг с другом, и это является предпосылкой диффузии».

Понимая то, как жидкость распространяется в парадигме диффузии, ученые могут создавать новые и совершенствовать существующие продукты, которые используют жидкость, расползающуюся по бумаге.

Примеры такого применения включают бумажные тесты на беременность, тесты на щелочность или кислотность, бумагу для фильтрования воды и технических жидкостей, бумагу для письма, рисования и живописи.