开瓶器杯可以保持太空饮料的流动

2017-03-07 01:03:35

作者:汤姆·西蒙特(图片来源:布莱恩·洛瑞)太空游客可能有一天会喝着由杯状材料开瓶器制成的“杯子”中的咖啡,奇迹般地将液体悬浮在它们的中心研究人员表示,以这种方式保持液体可以解决在微重力下从开放式容器中取出液体的棘手问题他们补充说,同样的方法也可能对使用微小液体样品的纳米技术人员有用在地球上,我们依靠重力使液体从开口容器中倒出但是,在微重力下从容器中取出液体需要将其抽出,例如通过吸管将其抽出通常,这是一个令人沮丧的过程,因为液体分解成小球,因为液体内的压力与大多数容器的形状相互作用加拿大新不伦瑞克大学的化学工程师Brian Lowry说:“你可以将它取出到一定程度,但最终会在玻璃底部附着液体” “你必须追逐才能全力以赴”这对宇航员的咖啡休息时间的影响也大于此需要运输液体以保持航天器平稳运行的空间工程系统面临同样的问题 Lowry说,正常的解决方案是对容器加压,以便在打开通风口时将液体排出由Lowry和新不伦瑞克大学的同事Heather-Jean May测试的另一种解决方案是基于他们对螺旋形状的分析这些形式应该更好地用作容纳微重力流体的容器,他们说表面张力将液体保持在线圈内,并且形状表面的特性允许流体一次性被吸出(参见图像序列,右图)当液体从这些螺旋形容器中抽出时,剩余的液体沿着螺旋形支撑物重新分布所以,你可以继续吸吮,直到结构上只有一层很薄的液体一名宇航员可以在一次选秀中排出一个拿着饮料的螺旋线 “它们就像开放式坦克,所以你可以排出液体或添加液体,”洛瑞说 “这是一种奇怪的几何形状,但它们的行为非常像咖啡杯”在所有其他形状的容器中,包括传统的开放式圆柱形咖啡杯 - 在取出所有液体之前,液体大量分解使用螺旋线的最初想法来自华盛顿州立大学的David Thiessen,他受到笔记本装订的启发 Lowry及其同事随后使用数学模型计算出理想的太空容器螺旋线他们使用两种相同密度的不同液体在模拟微重力的罐中测试候选物 Lowry希望未来的设计能够在真正的微重力下进行测试,并表示螺旋形容器可以使建造航天器系统和设计微重力实验更加容易 “热交换器就是一个例子,”他说 “这些容器就像地球上的坦克和管道一样,因此它们更容易构建”这种方法在其他地方可能很有用,他补充道:“在微观和纳米尺度上,重力变得相对微不足道,所以这种方法可以帮助在地球上使用少量液体的工程师“期刊参考:英国皇家学会会刊A(DOI: