В России нашли способ подавления эффекта кофейных колец

МОСКВА, 25 сен - РИА Новости. Улучшить качество функциональных покрытий за счет более равномерного нанесения, в том числе и в области нанотехнологий, станет возможно с помощью подавления эффекта кофейных колец, считают ученые ТюмГУ. По их словам, созданная в университете математическая модель позволила определить новый способ борьбы с этим эффектом. Результаты исследования опубликованы в "Вестнике СГТУ".

Больше 20 лет физики изучают так называемый эффект кофейных колец (ЭКК). Он заключается в том, что на месте жидкой капли, содержащей то или иное вещество, образуется осадок в форме кольца. Частицы внутри жидкости поначалу распределены равномерно, но по мере высыхания скапливаются по краям, рассказали в Тюменском государственном университете (ТюмГУ).

Осадок может принимать множество форм, поэтому способы управления эффектом особенно интересны для технологий нанесения изображений и покрытий на поверхность.

В процессе исследований ученые университета выяснили, что ЭКК возможно не только корректировать, но и подавить. Специалисты разработали модель, которая учитывает влияние всех значимых факторов на формирование узора осадка.

«

"Так, мы выяснили, что эффект можно подавить вовсе. В начале поток жидкости направлен к периферии, там испарение интенсивнее, а при определенном составе часть вещества переносится обратно и распределяется равномерно", – пояснил старший научный сотрудник Центра природовдохновленного инжиниринга ТюмГУ Константин Колегов.

Благодаря полученным результатам расчетов можно увеличить точность и общую продуктивность метода испарительной литографии, который применяется для производства биосенсоров, электропроводящих покрытий и фотонных кристаллов.

"Также с помощью испарительной самосборки возможно получать необходимые структуры из взвешенных или растворенных в жидкости веществ. Это востребовано в различных областях, например, при создании метаматериалов для оптики и микроэлектроники либо при получении функциональных покрытий в нанотехнологиях ", – конкретизировал Колегов.

По его словам, чтобы добиться технологического скачка в перечисленных областях, нужно множество дополнительных экспериментов. Однако предсказательное моделирование позволит сэкономить время и ресурсы на малопродуктивных опытах. Так специалисты смогут проводить только самые перспективные эксперименты, подчеркнули в вузе.

Разработка математической модели выполнена в ТюмГУ при поддержке программы развития университета "Приоритет-2030" в рамках проекта "Природовдохновленные оптические технологии".