Controlling how “odd couple” surfaces and liquids interact

the latest tech news, global tech news daily, tech news today, startups, usa tech, asia tech, china tech, eu tech, global tech, in-depth electronics reviews, 24h tech news, 24h tech news, top mobile apps, tech news daily, gaming hardware, big tech news, useful technology tips, expert interviews, reporting on the business of technology, venture capital funding, programing language

Spread out or bead up? A new process enables control over liquid-solid interfaces even with the most unlikely pairs of materials.

Research, Mechanical engineering, Nanoscience and nanotechnology, School of Engineering, National Science Foundation (NSF)

Researchers can now treat a surface so that a droplet of mercury spreads out on it, instead of beading up. Image: Courtesy of the researchers

The wettability of a surface — whether drops of water or another liquid bead up or spread out when they come into contact with it — is a crucial factor in a wide variety of commercial and industrial applications, such as how efficiently boilers and condensers work in power plants or how heat pipes funnel heat away in industrial processes. This characteristic has long been seen as a fixed property of a given pair of liquid and solid materials, but now MIT researchers have developed a way of making even the most unlikely pairings of materials take on a desired level of wettability.

the latest tech news, global tech news daily, tech news today, startups, usa tech, asia tech, china tech, eu tech, global tech, in-depth electronics reviews, 24h tech news, 24h tech news, top mobile apps, tech news daily, gaming hardware, big tech news, useful technology tips, expert interviews, reporting on the business of technology, venture capital funding, programing language

The new process is described this week in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), in a paper by MIT postdocs Kyle Wilke, Zhengmao Lu, and Youngsop Song and professor of mechanical engineering Evelyn Wang.

Wettability is usually closely linked to the surface tension properties of a liquid — the higher the surface tension, the more likely the liquid is to form beads on a surface rather than spreading out to wet the surface. Mercury has exceptionally high surface tension and is therefore considered highly nonwetting, and so the team chose this notoriously difficult liquid for one of their demonstrations. They were able to produce a surface, made from a typically nonwetting material, that caused mercury to spread across it without a chemical reaction, something never before demonstrated.

Global Tech News Daily

The new method is based on texturing the surface, regardless of its composition, with closely spaced indentations that have “reentrant openings” — that is, the opening at the top is narrower than the rest of the cavity, rather like a jar with a narrow mouth. This textured surface is pretreated with a liquid that fills all of these cavities, leaving exposed areas of liquid in these openings across the surface, which alter the surface’s properties. When another liquid is added, which depending on the application may be the same or different from the one preloaded into the surface, its response to the surface is changed from nonwetting to wetting.

Surfaces that have a high wettability for water are known as hydrophilic, and those that are nonwetting for water are known as hydrophobic. Wettability or nonwettability is the generic term for such behavior regardless of the particular liquid involved.

Global Tech News Daily

While reentrant surfaces have been demonstrated before for other purposes, this work is the first to show that they can be used to alter the surface to produce “wetting regimes that have not been demonstrated before,” says Wang, who is the Ford Professor of Engineering and head of MIT’s Department of Mechanical Engineering.

The findings are so new there may be many real-world applications that the team hasn’t thought of yet, says Wilke: “That’s something that we’re really excited about starting to explore,” he says. But thermal management in various industrial processes is likely to be among the first practical uses. The way water or another working fluid spreads, or fails to spread, across condenser surfaces can have a major influence on the efficiency of many processes that involve evaporation and condensation, including electric power plants and chemical processing plants.

“We’ve now taken a nonwetting surface and made it wetting,” Wilke says. “People have previously done the opposite case, of taking something that’s wetting and making it nonwetting.” Thus, this new work opens the door to being able to exercise near-total control of wettability for different combinations of surface materials and liquids.

“We can now create surfaces that have most conceivable combinations of wettability,” Wilke says. “I think this can definitely open up some really intriguing applications that we’re looking to explore.”

One area that’s promising is in protective coatings. Many materials used to protect surfaces from harsh chemicals are fluorinated compounds that are strongly nonwetting, which may make them unsuitable for many applications. Making those surfaces wetting could open up many new potential uses for such coatings.

High-temperature heat pipes, used to conduct heat from one place to another, such as for cooling machinery or electronics, are another promising application. “A lot of those working fluids are liquid metal, and those are known to have very high surface tension,” Lu says. That drastically limits the choice of such fluids, and this new approach could open up possible material choices.

While the complex surface indentations for this research were fabricated using semiconductor manufacturing processes, the team is exploring other ways of achieving the same kind of texturing using 3D printing or some other process that could more easily be scaled up for real-world applications.

The team is also exploring variations in the sizes and shapes of these reentrant openings. For example, Lu says, while it’s the surface area and spacing of these openings that mostly determines their wettability behavior, their depth can influence how stable this behavior is, because deeper holes are more resistant to evaporation that could undermine the wettability improvements. “The distance to the bottom of the channel is a critical dimension that may affect the wetting behavior,” he says. Those variations are being explored in followup work.

By using mercury, Lu says, the team “chose our geometry set based on this most difficult case,” and were still able to demonstrate high wettability. “So, for less difficult combinations, you have more flexibility to choose probably easier to make geometries.”

“There are probably many industries that will benefit,” Wang says, “whether it’s a chemical processing industry or a water treatment industry or a thermal products industry.” One of the next steps the team will take, she says, is “talking with these various industries to identify where is the nearest-term opportunity.”

The work was supported by the National Science Foundation through the Center for Nanoscale systems, by the MIT and Masdar Institute Cooperative Program, and by the Air Force Office of Scientific Research.

News Related

OTHER NEWS

S10 heeft optreden in eerste halve finale achter de rug

Liveblog Read more »

Tweede Kamer stemt in met verhoging maximale straf doodslag naar 25 jaar

De maximale straf voor doodslag wordt waarschijnlijk verhoogd van 15 naar 25 jaar. Een ruime Tweede Kamermeerderheid is daar dinsdag mee akkoord gegaan, de Eerste Kamer moet nog stemmen. Een belangrijke aanleiding voor de hogere strafmaat is het overlijden van de zestienjarige Humeyra. Read more »

Songfestival-update: S10 denkt dat het goed komt en team Portugal compleet

De eerste halve finale van het Eurovisie Songfestival vanavond belooft een waar muziekfestijn te worden. S10 heeft haar nummer inmiddels al op vijf verschillende momenten kunnen zingen op het podium. Ze heeft er alle vertrouwen in dat ze vanavond de top tien weet te bereiken. De zangeressen van Portugal zijn ondertussen vooral blij dat ze weer samen zijn. Mijn naam is Lara Zevenberg en ik praat je bij over deze Songfestival-dag. Read more »

Songfestival-update: S10 denkt dat het goed komt en Portugal toch samen

De eerste halve finale van het Eurovisie Songfestival vanavond belooft een waar muziekfestijn te worden. S10 heeft haar nummer inmiddels al op vijf verschillende momenten kunnen zingen op het podium. Ze heeft er alle vertrouwen in dat ze vanavond de top tien weet te bereiken. De zangeressen van Portugal zijn ondertussen vooral blij dat ze weer samen zijn. Mijn naam is Lara Zevenberg en ik praat je bij over deze Songfestival-dag. Read more »

Reacties na tijdverlies Van der Poel en Dumoulin

Liveblog Giro Deze inhoud kan helaas niet worden getoond Wij hebben geen toestemming voor de benodigde cookies. Aanvaard de cookies om deze inhoud te bekijken.Wijzig cookie-instellingen Read more »

Verdachte van doden Haagse rugbyspeelster zegt zich niets te herinneren

De 42-jarige Ferry T. uit Den Haag zegt zich niets te kunnen herinneren van het doden van een 23-jarige Haagse vrouw waar hij van verdacht wordt. Ook van de momenten daarvoor en daarna weet hij naar eigen zeggen niets meer. Read more »

18 jaar cel en tbs geëist voor doden en in brand steken Haagse rugbyster

Het Openbaar Ministerie (OM) heeft dinsdag een celstraf van achttien jaar en tbs met dwangverpleging geëist tegen Ferry T. (42) uit Den Haag voor het doden van Renée Barendregt. De 23-jarige rugbyster werd in mei vorig jaar gevonden in de bosjes in Scheveningen. Ze was gestoken met een mes en haar lichaam was in brand gestoken. Read more »

Kopgroep strijdt om ritzege en roze, Van der Poel lost uit peloton

Liveblog Giro Deze inhoud kan helaas niet worden getoond Wij hebben geen toestemming voor de benodigde cookies. Aanvaard de cookies om deze inhoud te bekijken.Wijzig cookie-instellingen Read more »

Aandeelhouders Philips stemmen tegen bonussen voor directie

De aandeelhouders van Philips hebben dinsdag op de aandeelhoudersvergadering van het bedrijf tegen bonussen voor de topmensen gestemd. Ze zijn niet te spreken over de financiële resultaten van het afgelopen jaar en het debacle met de slaapapneumachines. Het ging om een adviserende stemming. Philips "neemt de feedback mee", zegt het bedrijf. Read more »

Kopgroep strijdt op ritwinst en roze, Van der Poel in peloton

Liveblog Giro Deze inhoud kan helaas niet worden getoond Wij hebben geen toestemming voor de benodigde cookies. Aanvaard de cookies om deze inhoud te bekijken.Wijzig cookie-instellingen Read more »

Voor het eerst sinds juli 2021 geen nieuwe mensen met corona op intensive care

Op de intensive cares van de Nederlandse ziekenhuizen zijn in het afgelopen etmaal geen nieuwe mensen met het coronavirus opgenomen. Dat is voor het eerst sinds 7 juli vorig jaar, blijkt dinsdag uit cijfers van het Landelijk Coördinatiecentrum Patiënten Spreiding (LCPS). Read more »

Van der Poel is aan de voet van de Etna roze al virtueel kwijt

Liveblog Giro Deze inhoud kan helaas niet worden getoond Wij hebben geen toestemming voor de benodigde cookies. Aanvaard de cookies om deze inhoud te bekijken.Wijzig cookie-instellingen Read more »

Opnieuw minder ziekenhuisopnames en coronabesmettingen

Opnieuw is het aantal mensen dat in het ziekenhuis is opgenomen met een coronabesmetting gedaald. Vorige week werden 259 mensen met COVID-19 opgenomen. Dat is 28 procent minder dan in de week daarvoor (362 opnames). Read more »

Wetenschappers meten door 'monsterbeving' zwaarste schok ooit op Mars

De planeet Mars is vorige week getroffen door een redelijk zware beving. De beving had een kracht van 5.0 en was daarmee de zwaarste schok die ooit op een andere planeet is geregistreerd. Read more »

Geen treinen tussen Utrecht en Amsterdam, ook elders in het land hinder

Tussen Amsterdam en Utrecht is dinsdagochtend geen treinverkeer mogelijk. Dat komt door een aanrijding tussen Abcoude en Breukelen, meldt de NS. Ook elders in het land ondervinden reizigers hinder. Read more »

Carlijn Achtereekte verruilt schaatsploeg voor wielerploeg bij Jumbo-Visma

Carlijn Achtereekte stapt volgende maand bij Jumbo-Visma over van de schaatstak naar de wielerploeg. De olympisch kampioene op de 3.000 meter van 2018 is benieuwd hoe ver ze kan komen in een andere sport. Read more »

Warhol-portret van Marilyn Monroe brengt ruim 184 miljoen euro op bij veiling

Een portret van de Amerikaanse actrice Marilyn Monroe heeft maandag tijdens een veiling van veilinghuis Christie's 195 miljoen dollar (ruim 184 miljoen euro) opgebracht. Andy Warhol is de maker van het werk. Het is de hoogste veilingopbrengst ooit voor een Amerikaans kunstwerk en voor een kunstwerk uit de twintigste eeuw. Read more »

Werkgevers luiden noodklok over financiële situatie: schiet op met herstelfonds

Werkgevers roepen het kabinet op haast te maken met de komst van een herstelfonds voor bedrijven die zijn getroffen door de coronacrisis. Steeds meer ondernemers in vooral de horeca en evenementensector verkeren namelijk in financieel zwaar weer vanwege enorme private en belastingschulden, blijkt uit een rondgang van NU.nl. Read more »

Stijgende huizenprijzen zorgen voor afname financieel risico van hypotheek

Het financiële risico van een hypotheek voor een huis is de afgelopen jaren flink gedaald. De huizenprijzen zijn flink gestegen, terwijl de hypotheken minder snel stegen. Daardoor staan nu veel minder huizen 'onder water', meldt Centraal Bureau voor de Statistiek (CBS). Read more »

IJsheiligen wordt vorstvrij, dus bonenstekjes kunnen al veilig naar buiten

IJsheiligen, de dagen waarin we afscheid kunnen nemen van de vorst, is dit seizoen al warm genoeg om planten in de volle aarde te zetten. De laatste nachtvorst aan de grond was in de nacht van afgelopen zondag op maandag, verwacht Weerplaza. Read more »

Geen officiële oorlogsverklaring, EU-baas moet schuilen

De Russische president Vladimir Poetin heeft maandagochtend tijdens zijn speech op de Dag van de Overwinning geen belangrijke aankondigingen gedaan. Buitenlandminister Wopke Hoekstra bestempelde de speech vooral als "kletskoek". Voorzitter Charles Michel van de raad van Europese regeringsleiders moest op bezoek in Oekraïne schuilen tijdens een Russische raketaanval. Read more »

Zeker één dode en meerdere gewonden door ontspoorde trein bij Wenen

Een ontspoorde trein in de buurt van de Oostenrijkse hoofdstad Wenen heeft aan zeker één persoon het leven gekost. Dat meldt het Oostenrijkse persbureau APA op basis van een woordvoerder van het Oostenrijkse Rode Kruis. Daarnaast raakten enkele mensen gewond. Read more »

Automobilist wordt verdacht van doodslag na ongeluk met twee doden in Alblasserdam

De 24-jarige automobilist die vorige week werd opgepakt na een ongeluk in Alblasserdam waarbij twee jonge vrouwen op een scooter omkwamen, wordt verdacht van doodslag. Dit bevestigt een woordvoerder van het Openbaar Ministerie (OM) na berichtgeving van Rijnmond. De man moet twee weken langer vastzitten, bepaalde de rechter-commissaris maandag. Read more »

Politie zoekt man in verband met doden na woningbrand Geldermalsen

De politie gaat ervan uit dat de twee personen die na een woningbrand in Geldermalsen werden gevonden, slachtoffer zijn geworden van een misdrijf. In verband met het incident wordt "dringend gezocht" naar een man in een zwarte Renault Megane. Read more »

Politie gaat uit van misdrijf bij fatale brand Geldermalsen, zoekt naar man in auto

De politie gaat ervan uit dat de twee personen die na een woningbrand in Geldermalsen werden gevonden, slachtoffer zijn geworden van een misdrijf. In verband met de fatale woningbrand wordt "dringend gezocht" naar een man in een zwarte Renault Megane. De politie roept op deze man niet zelf te benaderen, maar direct 112 te bellen. Read more »

Russische tv-gidsen lieten voor speech van Poetin antioorlogsberichten zien

Digitale televisiegidsen van Russische tv-aanbieders werden maandagochtend gehackt, meldt het Russische persbureau Interfax. Dat gebeurde voordat de Russische president Poetin zijn speech hield. Klanten van aanbieders delen foto's waarop te zien is hoe de tv-gidsen antioorlogsberichten tonen in plaats van de programmering. Read more »

Voormalig Eredivisie-speler Jody Lukoki op 29-jarige leeftijd overleden

Voormalig Eredivisie-speler Jody Lukoki is overleden. De oud-aanvaller van onder meer Ajax, PEC Zwolle en FC Twente was 29 jaar. Read more »

Waterbeheerders nemen meer maatregelen tegen aanhoudende droogte

Rijkswaterstaat en de waterschappen nemen deze week meer maatregelen tegen de droogte. De komende twee weken wordt het namelijk warmer, terwijl er nog steeds nauwelijks regen wordt verwacht. Read more »

Automobilist verdacht van doodslag na ongeluk met twee doden in Alblasserdam

De 24-jarige automobilist die vorige week werd opgepakt na een ongeluk in Alblasserdam waarbij twee jonge vrouwen op een scooter omkwamen, wordt verdacht van doodslag. Dit bevestigt een woordvoerder van het Openbaar Ministerie (OM) na berichtgeving van Rijnmond. De man wordt maandag voorgeleid. Read more »

Stel hier al je vragen over de Europese Unie

Moet de Europese Unie altijd verder integreren? Wat hebben wij eraan als er meer landen bij de EU komen? Hoeveel macht heeft de EU nou eigenlijk? Wat voor vragen heb jij nog over de Europese Unie? Stel ze hier, en dan komt EU-expert Adriaan Schout van het Instituut Clingendael vanaf 13.00 uur de vragen beantwoorden. Read more »

Grote aankondigingen in Poetins speech op Dag van de Overwinning blijven uit

De Russische president Vladimir Poetin heeft maandagochtend geen belangrijke aankondigingen gedaan tijdens zijn speech op de Dag van de Overwinning, de dag waarop Rusland elk jaar de zege op de nazi's in de Tweede Wereldoorlog viert. Read more »

Weerbericht: Na een frisse start in het hele land veel zon

Maandag begint fris. Op sommige plekken kan de temperatuur zelfs dalen tot het vriespunt. Maar overdag schijnt de zon in het hele land uitbundig. Read more »

Nachtelijk daltarief voor stroom wordt steeds onlogischer door zonne-energie

De meeste Nederlanders betalen 's nachts en in het weekend een daltarief voor hun stroomgebruik, maar door de snelle groei van zonne-energie wordt dat steeds minder logisch. Op de groothandelsmarkt voor elektriciteit is de stroomprijs overdag al lager dan in de nacht, blijkt uit een analyse van NU.nl. Read more »

Vier mannen aangehouden voor schietpartij vanuit auto Rotterdam

Op de Geuzenlaan in Rotterdam is zondagavond even voor middernacht vanuit een auto geschoten op een andere wagen. Daarbij is volgens de politie "hoogstwaarschijnlijk" een van de inzittenden gewond geraakt. Read more »

Zeker zestig burgerdoden bij Russisch bombardement op school in Luhansk

Zeker zestig mensen zijn omgekomen bij een Russisch bombardement op een school in het dorp Bilohorivka in de regio Luhansk. Dat bevestigt de Oekraïense president Volodymyr Zelensky in zijn dagelijkse videoboodschap. Ruim negentig burgers gebruikten de school als schuilplek. Read more »

Verstappen houdt Leclerc af in spannende slotfase en wint GP van Miami

Max Verstappen heeft zondag de eerste Formule 1 Grand Prix in Miami gewonnen. De Nederlander hield in een spannende slotfase Charles Leclerc in de Ferrari af en liep zo acht punten in op de WK-leider. Zijn achterstand op de Monegask bedraagt nu nog negentien punten. Read more »

Leclerc weer vlakbij leider Verstappen na safetycar in Miami

Liveblog F1 Deze inhoud kan helaas niet worden getoond Wij hebben geen toestemming voor de benodigde cookies. Aanvaard de cookies om deze inhoud te bekijken.Wijzig cookie-instellingen Read more »

Safety car op de baan na botsing tussen Norris en Gasly

Liveblog F1 Deze inhoud kan helaas niet worden getoond Wij hebben geen toestemming voor de benodigde cookies. Aanvaard de cookies om deze inhoud te bekijken.Wijzig cookie-instellingen Read more »

Geen herstel van politieke band Omtzigt en politici na toeslagenschandaal

Tweede Kamerlid Pieter Omtzigt noemt zijn relatie met ministers Kajsa Ollongren (Defensie) en premier Mark Rutte 'moeilijk'. Sinds het toeslagenschandaal zijn er geen gesprekken meer gevoerd om de band tussen de politici te herstellen. Dat zegt Omtzigt zondag in het interviewprogramma College Tour met Twan Huys. Read more »

Verstappen begint van derde plek aan Grand Prix Miami

Liveblog F1 Deze inhoud kan helaas niet worden getoond Wij hebben geen toestemming voor de benodigde cookies. Aanvaard de cookies om deze inhoud te bekijken.Wijzig cookie-instellingen Read more »