原创《科学家研发出防喷溅材料》
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杨宁
英国科学家正在研发的新型“防喷溅”技术,能够避免浴室、医院和厨房等场所发生不愉快的、甚至对人体有害的事件.他们表示解决方法其实很简单,只需添加一层薄薄的软性材料,如凝胶或橡皮等,便能大大减少液滴的喷溅,防止“危险或恶心”的液体喷到使用者身上、或随着空气扩散.
牛津大学的科研人员研究了当液滴击中软性材料表面时发生的情况,他们采用的实验材料为乙醇液滴,以及由硅制成的基材,因为后者是一种常见的浴室密封材料,而且可以达到不同的软硬度.他们用一台每秒能拍摄10 万帧的高速摄像机对喷溅情况进行了记录分析.该研究的主要研究员、牛津大学工程科学系教授阿方索·卡斯特利翁·皮塔介绍,“我们将实验与理论模型和详细的计算机模拟结合在一起后发现,在液体撞击到基材表面后的头30微秒中,基材会发生轻微的变形,刚好能阻止喷溅的发生.最令人吃惊的是,如果想让液滴在碰到软性材料后喷溅出去,需要的能量比硬性材料要多70%.从高度来看,如果要让液滴在软性材料上发生喷溅,液滴的下降高度需要达到硬性材料的两倍.我们认为可以在一些需要使用‘危险’或‘恶心’的液体的场合采用软硬适宜的表面材料,液滴在喷溅时很容易变成细小的水雾.一滴普通液体只需从20 厘米处坠落下来,便能产生大量细小的液滴,随着空气扩散到别处.因此,如果你需要与危险的化学物质或生物材料打交道的话,你最好不要让液体滴落时发生喷溅,防止接触到致病或有害物质.手术中使用的器械托盘也是如此,该技术能够防止体液的喷溅.”
研究人员也指出, 此前的研究显示,真空中的液滴不会发生喷溅；弹性薄膜也可以大大降低喷溅发生的几率,但目前开展的研究均忽视了软性材料在全方位阻止喷溅中的作用,因而对预防喷溅的研究依然开展得很不充分.而这项最新研究显示,只需采用一种简单的方法,便能使表面材料变得更加安全.
皮塔教授称, 该技术不仅能用在医院中,其他地方也可以对其进行广泛利用.例如,该技术能够在厨房中阻止曲状杆菌等食物污染源的传播,还能使浴室变得更加干净卫生.研究人员指出,“在英国,有人建议不要在烹饪鸡肉前清洗鸡肉,因为生肉中的体液会四处喷溅,能够阻止液体喷溅的表面材料在这里就能大展身手了.此外,可阻止尿液喷溅的便池也将大受欢迎.”不过,研究人员也表示,要想使该理念变成现实,他们还需要解决软性材料存在的一些问题.例如,软性材料的软硬度有时会发生改变.不过,皮塔教授认为,随着水凝胶等柔软、坚韧、无黏性材料的问世,该研究方向有着光明的前景.
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