104. Вода запуталась в паутине - Физика вокруг нас - 2019 <!--if(Фестивали, конкурсы)-->- Фестивали, конкурсы<!--endif--> - Фотоальбомы - Официальный сайт школы №1 им. А.С. Попова г. Удомли
Благодаря чему капли воды способны удерживаться на паутине? (качественная задача)
Китайские нанотехнологи выяснили, что уникальными влагопоглощающими качествами паутина обязана наноструктуре нитей, которая формируется после увлажнения. 1. Нить свежей паутины состоит из очень воздушных пористых «помпонов» или клубков, состоящих из хаотично переплетенных волокон диаметром 2-3 нанометра. Эти клубки диаметром более 0,1 миллиметра чередуются с аккуратными соединительными участками, где эти волоконца выровнены вдоль оси нити. Как только свежая паутина попадает во влажный воздух, воздушные помпоны под тяжестью воды схлопываются, образуя запутанные, как бы свалявшиеся, утолщения из плотно спутанных волоконец. Соединения при этом остаются «причесанными», хотя тоже уплотняются. 2. Если в воздухе присутствует избыток влаги, гидрофильная поверхность нитей паутины притягивает к себе молекулы воды, которые формируют на ее поверхности крохотные капельки размером в несколько микрон. Однако эти капельки не остаются на одном месте, а сразу начинают двигаться в сторону узелков, где соединяются, образуя более крупные капли. Гладкие соединительные участки при этом освобождаются для принятия новых крохотных капелек. А в узлах капли могут вырастать до миллиметровых размеров (и даже крупнее). Именно такие крупные капли росы на паутине летним утром вдохновляют многих художников. 3. Есть две движущие силы, толкающие капли к узелкам: • первая связана с разной «шершавостью» поверхности; • вторая связана с разницей давления Лапласа, которое возникает, когда капля оказывается на границе узелок-соединение. Граница эта не резкая: нить расширяется и сужается конусообразно. Положение это для капли неустойчивое: дело в том, что угол между поверхностью воды и нитью, то есть угол смачивания, неодинаков со стороны узла и с тонкой стороны. Стремясь уравновесить их, капля сдвигается в сторону утолщения.
Администрации Удомельского городского округа
