სულ უფრო და უფრო ზრდადმა დაინტერესებამ სუპერ-ჰიდროფობური ზედაპირებით, მეცნიერები მოულოდნელ აღმოჩენამდე მიიყვანა ისეთ დარგში, როგორიცაა გამაგრილებელ და გამათბობელ დანადგართა კონდენსატორების კონსტრუირება. კერძოდ, აღმოჩენი იქნა „მოხტუნავე წვეთების“ მიერ მუხტის შეძენის ფენომენი, რომელიც, როგორც ფიქრობენ, შეიძლება გახდეს ენერგო-დანადგარების მუშაობის გაუმჯობესების გზა და ამასთანავე მომავლის ენერგიის წყაროც.

Nature Communications-ის გვერდზე გამოქვეყნებულ სტატიაში მოყვანილია MIT-ის მეცნიერთა ჯგუფის ინტერვიუები და ექსპერიმენტების აღწერა. მეცნიერთა სიტყვებით: როდესაც 2 წვეთი ურთიერთქმედებს ერთმანეთთან ისინი გამოთავისუფლებული ზედაპირული დაჭიმულობის ძალის ზეგავლენით სპონტანურად წყდებიან სუპერ-ჰიდროფობურ ზედაპირს. ამ პროცესისას წვეთები იძენენ დადებით მუხტს, ამიტომ „ახტომის“ შემდეგ ისინი განიზიდებიან ერთმანეთისაგან. ამ პროცესის დაკვირვება წარმოებდა მაღალსიჩქარიანი ვიდეოაპარატურით, რომლითაც მოხერხდა წვეთების ურთიერთგანზიდვის ფაქტის დანახვა.

ა

პოსტ. დოქტორი ნანედ მილიკოვიჩი ამბობს: „უწინდელი კვლევებისას ჩვენ არ გვინახავს ასეთი რამ. როდესაც პირველად დავინახეთ ეს ფაქტი, მან მაშინვე გამოიწვია ჩვენი უზომო ინტერესი“. წვეთების დამუხტვაზე დაკვირვება წარმოდგენას გვიქმნის წვეთების ფიზიკაზე. სისტემის ჯამური მუხტის განსასაზღვრად და დამუხტვის მექანიზმების შესასწავლად მეცნიერები იკვლევდნენ ელექტრული ველის ზეგავლენის ქვეშ მყოფი მუხტების ყოფაქცევას. როგორც გვიხსნის მილიკოვიჩი: „დამუხტვის პროცესი დაკავშირებულია იმასთან, რომ წვეთები წარმოიქმნება სუპერ-ჰიდროფობურ ზედაპირზე, ამით ისინი ბუნებრივად აყალიბებენ ურთიერთმონაცვლე დადებითი და უარყოფითი მუხტის მქონე ფენების. როდესაც მეზობელი წვეთები ურთიერთქმედებენ ისინი აისხლიტებიან ზედაპირიდან და ეს ასხლეტა იმდენად სწრაფად ხდება რომ მათი მუხტი ვერ ასწრებს გადანაწილებას. შედეგად კი ჯამური მუხტის ნაწილი რჩება ზედაპირზე, ნაწილი კი „თან მიაქვთ“ წვეთებს.

წვეთების ურთიერთგანზიდვის პროცესის ასახსნელად მეცნიერები წვეთებთან ახლოს ათავსებდნენ დადებითად ან უარყოფითად დამუხტულ ღეროებს. მათ დაინახეს რომ დადებითი მუხტის მატარებელი ღერო განიზიდავდა, ხოლო უარყოფითად დამუხტული კი მიიზიდავდა წვეთებს. რითაც დადგინდა, რომ სუპერ-ჰიდროფობური ზედაპირიდან „ახტომისას“ წვეთები დადებითად იმუხტებოდნენ. პირველად ამ პროცსის მიმდინარეობა აღმოაჩინეს ენერგო-დანადგართა გაგრილების სისტემის კოდენსატორებზე. სუპერ-ჰიდროფობური ზედაპირის მქონე კონდენსატორებზე ტენის კონდენსირებისას იწყებოდა წვეთების „ხტომა“, რაც აჩქარებდა და უფრო ეფექტურს ხდიდა სითბოცვლის პროცესს.

მომავალი კვლევები გარანტი იქნება ამ პროცესის ეფექტურობის გაზრდისა და ოპტიმიზაციისა. ამისთვის საკმარისი იქნება საჭირო სიდიდის და ნიშნის მუხტებუის მოთავსება კონდენსატორების სიახლოვეს, რაც გამოიწვევს კონდენსატორების ზედაპირიდან წვეთების კიდევ უფრო სწრაფად მოგლეჯას და მათი ზედაპირზე უკან დაბრუნებისგან თავის არიდებას, იქნება ეს გრავიტაციის ზეგავლენით გამოწვეული, თუ მუხტის გადატანისას შექმნილი დენით. მილაკოვიჩი გვინმარტავს: „ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ გარე მუხტები, რათა თავიდან ავირიდოთ ზედაპირს დაცილებული წვეთების დაბრუნება ზედაპირზე და ამით გავზარდოთ კონდენსატორების სითბოცვლა“.

არსებობს ამ პროცესის გამოყენების კიდევ უფრო გასაოცარი გზაც. ამ მოვნელაზე დამყარებული გენერატორის შექმნის შემთხვევაში შესაძლებელი იქნება „მწვანე ენერგიის“ გამომუშავება. საკმარისია მხოლოდ გენერატორის ტემპერატურის დაბალი მაჩვენებლის შენარჩუნება, რომ ჰაერში არსებულმა ტენმა დაიწყოს ენერგიის გამომუშავება. გასაოცარია ისიც, რომ მსგავსი გენერატორი უმარტივესი დანადგარია. ეგი შედგება 2 ერთმანეთთან საკმარისად ახლოს მოთავსებული გამტარი ზედაპირისგან, რომელთაგან ერთ-ერთი წარმოადგენს სუპერ-ჰიდროფობურ საფარს, რომლის ტემპერატურაც უნდა შენარჩუნდეს გარემოს ტემპერატურასთან შედარებით დაბალი, რათა ტენმა დაიწყოს მასზე კონდენსირება. მეცნიერთა განმარტებით ამისათვის საკმარისი იქნება ამ ზედაპირის გაგრილება ნებისმიერი მდინარის ან წყაროს წყლით, რომლის ტემპერატურაც უმეტეს შემთხვევაში გარემოს საშუალო ტემპერატურაზე ნაკლებია. ისინი გვპირდებიან, რომ მალე ამ კონცეპციას წარუდგენენ ფართო საზოგადოებას.

1. Nenad Miljkovic, Daniel J. Preston, Ryan Enright, Evelyn N. Wang. Electrostatic charging of jumping droplets. Nature Communications, 2013; 4 http://www.nature...s3517.html

2. Massachusetts Institute of Technology (2013, October 2). Discovery of charged droplets could lead to more efficient power plants. Science Daily. http://www.scienc...103310.htm

3. Massachusetts Institute of Technology (October 2, 2013) Droplets get a charge out of jumping MIT News. http://web.mit.edu/newsoffice/2013/droplets-get-a-charge-out-of-jumping-1002.html