¿Podría una superficie hidrofóbica aumentar la resistencia de un líquido a la compresión/desplazamiento?

Imagine que una cantidad de una solución acuosa (pero ligeramente viscosa) descansa sobre una superficie hidrofóbica con un ángulo de contacto de alrededor de 100°.

Luego se aplica una fuerza hacia abajo cuando se baja una superficie (repelente) sobre ella, para esparcir el líquido y reducir la altura. h a algún valor, llámalo h 1 .

¿Es posible que como h disminuye, una fuerza de fricción cortante entre la superficie hidrófoba y la pequeña cantidad de líquido (digamos 100 m m de espesor) sería lo suficientemente significativa como para que la fuerza necesaria para continuar desplazando el líquido fuera grande?

Respuestas (1)

Supongo que eso depende de lo que califique como una gran fuerza, pero no creo que las fuerzas de corte sean significativas.

Considere el flujo de Couette, el esfuerzo cortante y, por lo tanto, la fuerza viscosa a lo largo del límite escala con la velocidad. A medida que aumenta la velocidad, también lo hace la fuerza viscosa. En su problema, la magnitud del esfuerzo cortante está relacionada con la velocidad a la que h disminuye Se pueden lograr esfuerzos más altos al disminuir h más rapidamente. Sin embargo, en algún momento, esto podría resultar en una ruptura de la gota.

Tener una superficie hidrófoba facilita el movimiento de la línea de contacto y, por lo tanto, la dispersión de la gota. En este caso, tener una superficie hidrófila aumentaría la resistencia del fluido a expandirse; sin embargo, la fuerza total de la línea de contacto probablemente aún sea pequeña, ya que aumenta con la longitud de la línea de contacto.