眾所周知，高粘稠液體(如蜂蜜)的流動(dòng)速度比低粘度液體(如水)的流動(dòng)速度慢?，F(xiàn)在，研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)液體流過覆有化學(xué)涂層的毛細(xì)管時(shí)，常識(shí)反轉(zhuǎn)了。實(shí)際上，在經(jīng)過毛細(xì)管道時(shí)，液體的粘性提高1000倍，則流動(dòng)速度提高了10倍。

流體流經(jīng)管道的速度是具有非凡應(yīng)用價(jià)值的參量：從工業(yè)過程(如煉油廠)到生物系統(tǒng)(如人的心臟)。

傳統(tǒng)上，如果需要更快的流速，只能增加壓力。但是，這種技術(shù)有其局限性。壓力無法超過管道的最大負(fù)荷。對于細(xì)管和窄管尤其如此，例如用于生產(chǎn)藥物和其他復(fù)雜化學(xué)藥品的微流控管，因此研究人員正在研究，是否可提高液體流經(jīng)窄管的速度而不必增加壓力。

10月16日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上的論文里，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過在管道內(nèi)側(cè)涂上排斥液體的化合物，就可以使粘性液體比低粘度的液體流得更快。

阿爾托大學(xué)應(yīng)用物理系研究小組的羅賓·拉斯教授解釋說：“超疏水性表面由微小的隆起組成，這些隆起將空氣捕獲在涂層中，從而使落在表面上的液滴就像在空氣墊上一樣。”

超疏水涂料本身不會(huì)加快粘度更高的液體的流動(dòng)。但是，當(dāng)液滴被限制在微流控非常狹窄的管道時(shí)，情況就會(huì)急劇變化。管壁上的超疏水涂層在內(nèi)壁和液滴之間形成了小的氣隙。

“我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)液滴被限制在密封的超疏水毛細(xì)管中時(shí)，越粘稠，則液滴周圍的氣隙越大。較大的氣隙使粘性流體的自然流速更快——由重力作用而產(chǎn)生的速度。”該論文的第一作者馬婭·沃科瓦克博士說。

效果相當(dāng)可觀。甘油比水的粘性高出1000倍，流速是水的10倍。

“關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)是，粘度較低的液體滲透到周圍的氣墊中，從而使空氣間隙變薄。這意味著管中低粘度液滴下方的空氣無法支撐更快的流動(dòng)。”該項(xiàng)目的研究人員之一Matilda Backholm博士解釋說。

該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種流體動(dòng)力學(xué)模型，它可用于預(yù)測液滴在不同超疏水涂層的管中的運(yùn)動(dòng)方式。他們希望這些研究可以在微流控技術(shù)方面有重要的應(yīng)用。

微流控技術(shù)是一種化學(xué)工程技術(shù)，可用于精確控制少量液體并用于制造復(fù)雜的化學(xué)藥品(如藥品)。