Опубликовано

Фрактальные секреты… липкой ленты.

Небольшая целлофановой пленка — которую можно найти почти в каждом доме в промышленно развитых странах — может показаться довольно обычной, но недавние исследования показали и другое.  В 2008 году ученые обнаружили, что при очищении скотч производит рентгеновские лучи, которые достаточно сильны, чтобы произвести изображение кости в человеческом пальце.

 

В ходе дальнейшего изучения в новом исследовании ученые обнаружили что происходит, что шероховатость поверхности ленты при отлипании отображает фрактальный узор. Полученные результаты могут привести к лучшему пониманию процессов, связанных с пилингом, происхождение рентгеновского излучения, а также могут привести к разработке лучшей ленты, которую можно повторно использовать несколько раз.

Авторы исследования опубликовали свои результаты в последнем выпуске Europhysics Letters.

В своем исследовании, ученые использовали белый свет интерферометра, а такжеатомно-силовой микроскоп, чтобы рассмотреть липкую поверхность ленты после того, как она была снята с жесткой подложки. Они обнаружили, что медленный пилинг ленты (т.е. сам процесс ее снятия) оставляет шероховатость, белую поверхность на мягком адгезивном резиновом слое (белый цвет из-за большого рассеяния света от шероховатой поверхности). С другой стороны, более быстрое снятие ленты оставляет более гладкую, прозрачную поверхность (прозрачный, так как меньше рассеяние света от гладкой поверхности).

Пилинг при низкой скорости с шероховатой поверхностью, в то время как пилинг при высокой скорости с более гладкой поверхностью. Ученые выяснили, что обе поверхности проявляют неожиданные фрактальные свойства при масштабировании.

Кроме того, ученые с удивлением обнаружили, что обе грубые и гладкие поверхности выставляют фрактальные свойства масштабирования в широком диапазоне масштабов длин с фрактальной размерностью, что характерно для поверхностей, полученных при распространении трещин. Ученые не ожидали такого результата от влияния поверхностной свободной энергии. То есть, упругие мягких вещества, такие как липкий резиновый клей должны деформироваться на коротких масштабах длины, чтобы уменьшить поверхностную свободную энергию. Это должно привести к гораздо более гладкой поверхности на малых масштабах длин (или большом увеличении), чем можно было бы ожидать. Этот эффект уже наблюдался в другом контексте, но не мог быть обнаружен на липкой ленте.

Эти изображения показывают профили поверхности на клейкой стороне ленты, полученные с использованием белого света интерферометра. AD показывают гладкую поверхность за счет быстрого пилинга, а EH показать шероховатую поверхность из-за медленного пилинга.

Полученные результаты могут помочь ученым лучше понять причину рентгеновских лучей, полученных от липкой ленты, которые, как полагают, связаны с шероховатостью поверхности ленты. Информация о шероховатости поверхности ленты также может быть использована для объяснения максимальной излучаемой энергии фотона ленты. Ученые также предположили, что, понимая шероховатость поверхности ленты после пилинга, производители могут создавать в определенные шероховатости в процессе производства, которые могли бы стабилизировать адгезию, в результате чего ленту можно будет использовать несколько раз без потери ее адгезивных свойств.

Источник: http://phys.org/news/2010-12-scientists-fractal-pattern-scotch-tape.html

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.