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表面张力最新视觉报道_表面张力大是疏水还是亲水(2024年12月全程跟踪)

内容来源：麦吉窗影视所属栏目：热点更新日期：2024-12-04

表面张力

0000 泡泡是由于水的表面张力而形成的。这种张力是物体受到拉力作用时，存在于其内部而垂直于两相邻部分接触面上的相互牵引力。水面的水分子间的相互吸引力比水分子于与空气之间的吸引力强。这些水分子就像被黏在一起一样。但如果水分子之间过度黏合在一起，泡泡就不易形成了。肥皂“打破”了水的表面张力，它把表面张力降低到只有通常状况下的1/3，在泡泡形成后，需要很大的表面张力来使泡泡变得更大。是一种光的干涉现象，光线穿过肥皂泡的薄膜时，薄膜的顶部和底部都会产生反射，肥皂薄膜最多可以包含大约150个不同的层次。我们看到的凌乱的颜色组合是由不平衡的薄膜层引起的。最厚的薄膜层反射红光，最薄的反射紫光，居中的反射七彩光。

「麦片激发新型机器人设计」美国哈佛大学的Jackson Wilt团队受甲虫在水面漂浮以及“脆谷乐”麦片在碗中聚集的启发，利用与表面张力相关的技术开发了一种微型浮动机器人。相关研究成果11月24日公布于预印本平台arXiv。当低表面张力的液体迅速扩散到高表面张力的液体表面时，会产生马拉高尼效应。小黑突眼隐翅虫利用这一效应，通过分泌一种名为stenusin的哌啶生物碱分子来迅速穿过池塘。同样，这种效应也被用于由肥皂驱动的玩具船。为研究这一现象，研究团队3D打印了直径约1厘米的圆形塑料冰球。每个冰球内有一个用于漂浮的空气腔和一个装有酒精的小燃油箱，酒精的表面张力低于水且浓度在10%至50%之间。酒精会逐渐从冰球中流出，推动其在水面上移动。研究团队选择酒精作为燃料，是因为它会蒸发，而不像肥皂那样最终会污染水体并破坏马拉高尼效应。研究发现，酒精浓度越高，推动效果越好。Wilt说：“使用啤酒的效果比较差，伏特加可能是最好的选择，而如果用苦艾酒，你会得到很强的推力。”在峰值速度下，这些微型机器人能以每秒6厘米的速度移动，有些冰球能够持续推进500秒。通过打印具有多个燃料出口的冰球并将其粘在一起，研究人员还可以制造出更大的装置，可在水面沿着曲线运动或原地旋转。利用多个冰球，研究团队还研究了谷物或其他类似漂浮物体聚集在一起的“麦片效应”——它们会在液体中形成曲面，而这些曲面则能够彼此吸引。 Wilt表示，这些3D打印装置可用于教学，帮助学生直观理解与表面张力相关的概念；如果设计得更加复杂和精巧，则可以应用于环境或工业领域。例如，如果有一种物质既适合做燃料又需要分散到环境中，这些机器人便可以将其自动分散开。 “如果有一片水域需要释放某种化学物质，并希望分布均匀，或者在某个化学过程中需要逐渐沉积某种材料，那么这些装置都可能派上用场。”Wilt说。网页链接

10秒搞懂：氨基酸、皂基、葡糖苷表活区别表面活性剂（Surfactant）是一种能够降低溶剂表面张力的物质。简单来说，它的作用是将大分子的油脂污渍分解成小分子，然后通过水流冲洗将其带走。表面活性剂的主要功能包括湿润、分散、发泡、去污和乳化。以人脸肌肤为例，表面活性剂首先将脸部湿润，然后分散大分子油脂污渍，降低其表面张力。通过增溶发泡，泡沫深入肌肤，将油脂等乳化为小分子，最后用水流冲刷清洗，彻底清洁肌肤。市场上的表面活性剂主要有三种类型，具体如下：氨基酸表活：温和亲肤，适合敏感肌肤。皂基表活：清洁力强，适合油性肌肤。葡糖苷表活：环保可降解，适合追求天然的消费者。选择合适的表面活性剂对于清洁效果至关重要。好的清洁产品必须选用合适的表面活性剂，才能事半功倍。

马的汗液中含有一种叫做“泡蛋白”（Latherin）的特殊蛋白质，这种蛋白会使汗液呈现出类似泡沫的外观。 Latherin是一种具有表面活性作用的蛋白质，能够降低汗液的表面张力。这使得汗液在摩擦（如奔跑过程中与皮肤的接触）或激烈运动时容易起泡。马之所以产生这种泡沫，是因为它们没有像人类那样的汗腺分布，而是通过这种泡状汗液更高效地蒸发，帮助身体散热。这个特性对马匹长时间的剧烈运动（如赛马或长途奔跑）至关重要，保证了它们能够保持体温稳定。这个现象不仅是一种生理适应，也是马匹健康和运动状态的标志之一！十八子金名的微博视频

接触角基础：表面研究的秘密语言 𐟌ˆ 接触角，听起来有点高大上，其实就是液体在固体表面上的一个角度。这个角度可是衡量液体对固体表面润湿性能的关键参数哦！接触角测量技术不仅在学术研究中用得上，在工业应用上也是大有用处。比如石油工业、医药材料、芯片产业、防污材料、油墨、化妆品等等，都离不开它。动态接触角：前进角、后退角和滞后角 𐟏ƒ‍♂️ 动态接触角包括前进角、后退角和滞后角。前进角能告诉你固体表面的平滑、洁净和均匀程度；后退角则是液体在已经被润湿过的表面上再次润湿铺展的角度；而滞后角则是前进角减去后退角，越小说明固体表面性能越稳定。滚动角：液滴的滚动趋势 𐟌篸滚动角是液滴在倾斜表面上刚好发生滚动时，倾斜表面与水平面所形成的临界角度。这个角度常用来判断材料在不同角度时与液体的滚动趋势关系。比如说，在雨天，滚动角小的路面更容易排水，而滚动角大的路面则容易积水。表面张力：液体的内在力量 𐟒犊表面张力是液体表面任意二相邻部分之间垂直于它们的单位长度分界线相互作用的拉力。接触角测量仪采用悬滴法测量表面张力，原理就是Laplace-Young方程。简单来说，表面张力越大，接触角越大；反之，接触角越小。界面张力：液相与液相间的力 𐟌Š 界面张力是液体与另一种不相混溶的液体接触时，其界面产生的力。这个力叫做液相与液相间的力。界面张力的测量对于理解液体与液体之间的相互作用非常重要。表面自由能：分子间的作用力 𐟌 表面自由能是物体表面分子间作用力的体现，由极性分量和色散分量两种能量组成。金属表面、高表面能塑胶（HSE）和低表面能塑胶（LSE）都有不同的表面自由能。当液体与固体达成接触时，液体表面张力越大接触角越大，固体表面能越大接触角越小。粘附功：固体表面的粘附性能 𐟔— 粘附功主要是针对固体表面的粘附性能进行测量。计算公式是：粘附功(Wa)=表面张力6A+表面张力oB-界面张力6AB。这个公式告诉我们固体表面与液体之间的粘附力大小。总之，接触角不仅是物理学中的一个重要概念，还在工业应用中有广泛的应用。希望这篇文章能让你对接触角有一个更清晰的认识！

如何解决表面张力和液体粘附性的技巧。十八子金名的微博视频

一分钟搞定高考物理实验：表面张力北京考试报的微博视频

水滴与水面接触时，由于表面张力和水滴内部压力的作用，水滴会首先分裂成多个小水滴。这些小水滴随后可能会再次合并，或者在水面上形成复杂的水滴链，这个过程被称为「聚结级联」李苦舟的微博视频

𐟦 大班科学活动《洗手液的科学秘密》𐟌𑊰ŸŽ𔻥Š觛‡： 1️⃣ 探索洗手液中表面活性剂如何破坏水的表面张力和水膜的科学原理。 2️⃣ 通过活动，强调洗手的重要性，并学习正确的洗手方法，培养勤洗手的习惯。 3️⃣ 体验科学游戏带来的乐趣。 𐟓š 活动准备： 1️⃣ 课件，《细菌不是用来分享的》绘本图片 2️⃣ 盘子、清水、胡椒粉、洗手液 𐟓– 活动过程： 1️⃣ 绘本导入，激发兴趣教师：小朋友们，你们知道什么东西非常小，小到你看不到它，但又能让你们生病吗？教师：对了，是细菌。它们存在于空气、食物和水中，还会在你身上以及你接触过的东西上。教师：细菌还可能出现在各种地方，比如：门把手、 2️⃣ 实验操作，探索科学原理教师：今天我们来做个小实验，看看洗手液是怎么帮助我们赶走细菌的。教师：首先，我们需要在盘子里倒入一些清水，然后加入一些胡椒粉。你会发现水面上有一层水膜。教师：接下来，我们滴入一些洗手液，观察发生了什么。你会发现水膜被破坏了，胡椒粉也散开了。教师：这是因为洗手液中的表面活性剂破坏了水的表面张力和水膜，从而让细菌更容易被清洗掉。 3️⃣ 学习正确洗手方法教师：现在，我们来学习一下正确的洗手方法。首先，要用流动的水冲洗双手，然后涂抹洗手液，轻轻揉搓，最后再用清水冲洗干净。教师：记住，勤洗手是预防细菌入侵的重要措施哦！ 4️⃣ 游戏互动，体验乐趣教师：最后，我们来玩一个科学游戏吧！每个小朋友都可以尝试用洗手液制作一个小泡泡，看看谁的泡泡最大最漂亮！教师：这个游戏不仅好玩，还能让我们更好地理解洗手液的科学原理。通过这个活动，小朋友们不仅能学到科学知识，还能培养良好的卫生习惯。让我们一起行动起来，赶走细菌，保护健康吧！

咖啡拉花的科学奥秘：液体合并延迟效应咖啡上的奶泡拉花现象，在学术上被称为液体合并延迟效应。这个效应可以通过流体力学实验来解释，特别是当液滴与待融液体之间存在温度差时。以下是关于这个效应的详细解释： 𐟌᯸ 延迟合并的关键原理：温度差引起的Marangoni应力当液滴与待融液体之间存在温度差时，液滴表面的不同区域会有不同的表面张力。这种表面张力的差异产生了Marangoni应力，它驱动液滴内部和液滴与空气层之间发生流动。Marangoni应力是一种在液体界面上由于表面张力梯度而产生的压力，通常出现在液体界面的表面张力不均匀时，例如在温度或溶质浓度不均匀的情况下。这种应力可以导致液体内部或沿着液体表面的流动，这种现象被称为Marangoni对流。而这就是拉花的主要推动力。 𐟌€ 热毛细流 Marangoni应力导致热毛细流，这种流动在液滴内部形成循环，阻碍了液滴与浴池的合并。热毛细流在液滴与浴池接触的界面上形成一个润滑空气层，这个空气层必须达到一定的厚度后液滴才能与浴池合并。 𐟔 临界温度差存在一个临界温度差（c），只有当实际温度差超过这个临界值时，液滴合并才会出现明显的延迟。这个临界温度差与液滴的粘度有关，粘度越大的液滴，其临界温度差也越高。 ⏱️ 延迟时间与温度差的关系当超过临界温度差时，延迟时间（）与初始温度差0之间的关系可以表示为 ∼ 0的2/3次幂。这意味着温度差越大，液滴合并的延迟时间越长。 𐟌᯸ 热扩散液滴内部的热扩散对于液滴达到热平衡是必要的。在液滴温度达到均匀之前，热毛细流会维持液滴与待融液之间的空气层，从而延迟液滴的合并。 ☕ 拉花的艺术与科学所以，拉花的好坏，加热是核心，因为热是直接影响液体合并延迟的效应。但并不是一味加热都是好的：过度的热也会影响整体奶泡的粘性，导致咖啡师操作手感不佳，且过高温度也会导致牛奶中的蛋白质变性而导致营养的流失。当然，这篇文章并没有讨论牛奶泡的绵密和其结构的影响，均匀绵密的奶泡固然更有助于这种延迟合并的产生且产生均匀的"拉花"，所以拉花背后是一个多因素考虑的综合结果。

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