液滴在表面上的行为在许多应用中都显得尤为重要。尽管液滴的速度、摩擦力和在倾斜表面上的形状等特性受到多种参数的影响，但其行为仍然难以完全通过理论来预测。马克斯普朗克聚合物研究所的汉斯·尤尔根·巴特及其团队已成功开发出一种简单的现象学模型，能够准确预测水滴的运动轨迹。
水滴与表面的相互作用在喷墨打印机、太阳能电池、眼镜和相机等日常现象中扮演着重要角色。例如，在喷墨打印机中，墨滴需要在特定位置停留较长时间以形成精确的打印点；而在太阳能电池中，水滴则应迅速流走以清除灰尘，眼镜和相机镜头上的水滴同样会影响视线。
然而，水滴与表面的相互作用及其在表面上的行为是一个复杂的微观过程，主要取决于表面的特性。目前尚无法准确预测水滴在表面上的滚动速度和摩擦力。拒水表面通常会形成与表面摩擦较小的球形液滴，因此即使在较小的倾斜角度下，它们也能顺利滚动。相对而言，亲水表面则会导致液滴变得扁平，需要较大的倾斜角度才能移动。
考虑到技术应用中存在大量的表面和液体接触，汉斯·尤尔根·巴特、鲁迪格·伯杰及其同事们探讨了如何普遍描述液滴与表面的相互作用及其摩擦。他们测量了惰性（即非化学反应）和光滑表面上液滴的多种参数，包括流动液滴的速度、液滴的宽度或长度，以及液体表面与固体表面之间的角度。
通过观察不同液体（如水、甘油或硅油）在不同表面（如硅、玻璃或聚四氟乙烯）上的行为，研究人员发现了一种相关性，表明液滴在表面上的摩擦可以用一个无量纲参数来描述。
结合液体的粘度特性，这一发现能够充分描述液滴的滚动速度。参与该项目的博士生李晓梅表示：“作为一名化学家，我从未想过会研究流体的摩擦。刚开始这个项目时，我无法想象滚动的水滴可以用一个无量纲参数来简单描述，事情似乎变得复杂了许多。”
巴特所在部门的组长鲁迪格·伯杰补充道：“水滴真是迷人。现在我在淋浴或做饭时遇到的每一滴水滴，我都以全新的视角去观察它。水滴是如何移动的？它为什么会动？会不会卡在某个地方？”
作为SFB 1194合作研究项目的一部分，数值模拟也为研究提供了支持，结果表明液滴中的摩擦主要发生在液滴边缘与表面之间。
通过这项研究，科学家们希望未来能够准确预测液滴在表面上的行为，从而确定最适合特定应用的表面类型。他们的研究成果已在《自然通讯》杂志上发表。
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我是荣品号的签约作者“山柏”！
希望本篇文章《倾斜滴：新模型允许描述滑动滴》能对你有所帮助！
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