Вплив поверхневих явищ на рух дисперсних частинок
DOI:
https://doi.org/10.18524/0367-1631.2026.64.361471Ключові слова:
поверхневі явища, рух частинок, домішки, колоїдні системиАнотація
Робота присвячена вивченню особливостей руху дрібних частинок на поверхні рідин. Досліджено механізми переміщення частинок порошку лікоподію на поверхні води вгору за течією, проведені експериментальні спостереження та проаналізовані закономірності поведінки частинок у залежності від умов середовища.
На поверхні течії зсувна течія з нерівномірною швидкістю: ближче до стінок швидкість рідини менша, ніж біля центру. У результаті частинки «залипають» у локальний тороподібний вихор або приповерхневий повільний шар — і можуть підніматися вище за течією проти основного потоку. Впливають одночасно два ефекти. Ефект Марангоні (локальне зменшення поверхневого натягу біля частинок), який створює локальні поверхневі течії у тонкому залишковому шарі. А стінки/меніск дають спрямовану капілярну силову компоненту, яка визначає напрямок (до жолоба/стінки).
Дальність підйому частинок визначається швидкістю течії (пряма залежність: чим вона більша, тим дальність підйому більша) і різницею висот в верхній і нижній посудині: (обернена залежність: чим вона менша, тим дальність більша).
Посилання
Bianchini S. et al. Upstream contamination by floating particles. Proceedings of the Royal Society: Mathematical, physical and engineering sciences. 2013. Vol. 469, iss. 2157. Article 20130067. https://doi.org/10.1098/rspa.2013.0067
Sahir A. H., Saiham S. E. Observation of upstream particle movement without the involvement of the Marangoni effect. PloS One. 2025. Vol. 20, iss. 3. Article e0317312. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0317312
Ефект Марангоні. https://uk.wikipedia.org/wiki/Ефект_Марангоні (дата звернення: 10.11.2025).
Wittmann M. et al. Active spheres induce Marangoni flows that drive collective transport at interfaces. Eur. Phys. J. E. 2021. Vol. 44, iss. 15. https://doi.org/10.1140/epje/s10189-020-00006-5
Benouaguef I. et al. Solutocapillary Marangoni flow induced in a waterbody by a solute source. Journal of Fluid Mechanics. 2021. Vol. 922. Article A23. https://doi.org/10.1017/jfm.2021.500
Koki Y., Hiroaki O. Marangoni-propulsion micro-robots integrated with a wireless photonic colloidal crystal hydrogel sensor for exploring the aquatic environment. Advanced Intelligent Systems. 2022. Vol. 4. Article 2100248. https://doi.org/10.1002/aisy.202100248
Kwak B., Choi S., Maeng J., Bae J. Marangoni effect inspired robotic self-propulsion over a water surface using a flow-imbibition-powered microfluidic pump. Scientific Reports. 2021. Vol. 11. Article 17469. https://doi.org/10.1038/s41598-021-96553-8
Ebrahimi A., Kazemzadeh Y., Akbari A. Impact of the Marangoni phenomenon on the different enhanced oil recovery methods. Heliyon. 2024. Vol. 10, iss. 21. Article e39919. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e39919
Karpitschka S. et al. Liquid drops attract or repel by the inverted Cheerios effect. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2016. Vol. 113, iss. 27. P. 7403–7407. https://doi.org/10.1073/pnas.1601411113
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 О. С. Черненко, А. М. Катц, М. Д. Ільяшенко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
