舞动的水滴在集水上的新旋转

一种更有效的从空气中捕获淡水的方法可能受到早餐麦片碗中首次出现的运动现象的启发

KAUST的研究人员观察到，当水滴从空气中凝结到涂有油的冷表面上时，水滴会开始复杂的舞蹈。这种运动类似于一种被称为Cheerios效应的过程，即漂浮的谷物由于表面张力而倾向于聚集在一起，这可能有助于加快从沙特阿拉伯等干旱地区的大气中收集水。

“我们对设计能够促进水凝结的表面感兴趣，这具有重要的传热和集水应用。”领导这项研究的Dan Daniel实验室研究员Marcus Lin说。在典型的固体表面上，凝结的液滴以最小的运动粘附在表面上。“想想水在冷的汽水罐上冷凝，”林说，“只有当液滴长大到足以被重力拉下来时，液滴才会移动。”

Daniel、Lin和他们的合作者认为，添加一层薄薄的油膜可以润滑表面，从而产生高度流动的液滴，为液滴的进一步冷凝腾出空间，从而提高冷凝率。丹尼尔说，这个想法奏效了，但液滴移动的复杂方式让人大吃一惊

一旦液滴生长到临界尺寸，它们就开始以一种类似于精心编排的舞蹈的独特模式在油中移动。“它们最初以蜿蜒的方式移动，然后转变为圆周运动，然后又返回，”林说，“这些运动发生在微米到几厘米的范围内，持续了几个小时。”

这一过程的驱动力是，就像牛奶中的Cheerios一样，漂浮在油上的水滴被吸引向邻居。较大液滴的运动是由它们在路径上吞噬较小液滴时释放的能量驱动的

当油膜局部耗尽时，移动的液滴重新分配油膜，并从蛇形运动切换为圆形运动。一旦当地的石油重建，蛇一样的舞蹈又开始了

Daniel说，随着淡水资源压力的增加，这种可以通过简单冷凝、无需能量输入的方式有效捕获空气中水分的设备被广泛寻求。他说：“通过优化冷凝液滴的集体运动，我们可以大大提高冷凝率，从而设计出更高效的集水系统。”

该团队计划进一步探索驱动液滴运动的机制，特别是研究从蛇形运动到圆形运动的转变。林补充道：“另一个关键方面是探索潜在的应用，特别是在强化传热和集水方面。”

这项研究发表在《物理评论快报》杂志上