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由于缺少这个数学公式,喷雾器喷出的杀虫剂,加大了污

发布日期:2020-06-28 04:17   来源:未知   阅读:

无人机和其他飞机有效地在数英里的农作物上喷洒杀虫剂,但如果风将雾气吹离目标,这种方法也会污染环境。其中一个问题是,航空作物喷雾器、喷墨打印机和各种其他机器很难控制微小的液滴。普渡大学工程师是第一个研究出数学公式来测量这些液滴关键属性的人,而这个公式是缺失的。普渡大学伯顿和凯瑟琳?盖奇(Kathryn Gedge)化学工程教授奥斯曼?巴萨兰(Osman Basaran)表示:

有很多属性会影响液滴的形成,其中一个重要属性是表面粘度,人们花了很长时间来测量表面粘度,因为他们没有工具来做这件事。杀虫剂和其他化学品含有被称为表面活性剂的添加剂,这些表面活性剂分子在液体表面相互抵挡,产生一种叫做表面粘度的粘性力,可以使液滴变小,表面粘度越高,液滴的形状越紧密。研究已经想出了一种仅通过观察液滴如何伸展就能计算表面粘度的方法。

一张拉伸液滴开始破裂时拍摄的照片,给出了可以放入一个简单的数学公式中的值,该公式提供了表面粘度测量。其研究和该公式发表在《物理评论快报》期刊上,这一发现结束了世界各地研究人员长达数十年使表面粘度可测量的竞赛。这篇论文的其他合著者包括汉索尔?韦、布雷登?瓦格纳和普里蒂什?卡马特。由于无法准确测量表面粘度对液滴形成的影响程度,使得机器变得更安全、更精确受到了限制。

巴萨兰领导着一个致力于解决制造机械问题背后的科学中心。该中心提供的解决方案名为普渡大学过程安全和保障中心,直接帮助农业、医疗保健和能源等行业的合作伙伴。更好地理解水滴以及如何控制它们影响着所有这些行业,就像作物喷洒一样,工厂的喷墨打印会产生微小的液滴,这些液滴可能会进入空气中,导致呼吸问题。对类液体物质进行更精确的控制,也可以提高机器的性能。

比如让3D打印机能够产生更可靠或更详细的物体,表面粘度太高或太低的材料可能会导致制造过程中的不良结果。了解这些测量结果可以让你使用不同的化学成分,制造不会导致不良结果表面粘度的材料。接下来,巴萨兰的团队计划将这个数学公式纳入推荐新机器设计的实验中,该公式在未来也可能成为一种商业工具,比如智能手机应用程序。这一发现为基础研究开辟了许多途径,这在以前是不可能的。

博科园|研究/来自:普渡大学

参考期刊《物理评论快报》

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