И химия, и физика, и технология...

[Doctormom]

К Вашему вниманию предлагается проект технологии золь-гель синтеза.
Начальные характеристики:
Два реагента, назовем их реагент1 (сильнощелочные свойства) и реагент2 (сильнокислые свойства), смешиваются в соотношении, при котором достигается кислотность системы 13-13,5 единиц рН (частичная нейтрализация). Образованная система устойчива в виде золя в течение 80-120 секунд. Далее система застудневает (происходит гелеобразование).

Суть технологии:
1. Имеется лента транспортёра, перфорированная отверстиями малого диаметра.
2. Нижний натяжной барабан погружен в ванну, содержащую реагент1.
3. Поверхность ленты изготовлена из материала, который не смачивается (практически не смачивается) реагентом1.
4. Отверстия в ленте оптимальны для удержания реагента1 за счет сил поверхностного натяжения (реагент1 характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения порядка 75-76 мН/м).
5. Лента проходит вертикальный участок для стекания остаточных количеств реагента1.
6. На горизонтальном участке в каждое отверстие ленты транспортера дозируется объем реагента2.
7. За счет увеличения массы системы, за счет уменьшения коэффициента поверхностного натяжения (продукты реакции в жидком состоянии, т.е. в золе имеют меньшее значение коэффициента поверхностного натяжения) и за счет увеличения температуры системы (что также влияет на уменьшение коэффициента поверхностного натяжения), происходит отрыв капли.

Теперь вопросы, подлежащие обсуждению:
по п.1 и п.3 существуют ли подобные транспортерные ленты (расчетный диаметр одного отверстия - порядка 200 микрон для сферической капли без учёта толщины отверстия)?
по п.2 и п.4 сможет ли самотёком жидкость заполнить полости малого (капиллярного) диаметра?
по п.7 вся ли сформированная капля оторвется или всё-таки некоторое количество продуктов реакции останется в отверстии ленты транспортера? Функциональна ли подобная технология?

[xe;jq]

К сожалению вся красота невозможна из простейшего факта: если материал не смачивается, то никакое капилярное удержание невозможно. В этих условиях реагент просто не проникает в отверстия и наблюдается снижение уровня раствора реагента в капилляре по сравнению со всем объемом раствора. В поры ленты ничего не попадет и дальше все лишено реального смысла.

[Doctormom]

xe;jq писал(а):

К сожалению вся красота невозможна из простейшего факта: если материал не смачивается, то никакое капилярное удержание невозможно. В этих условиях реагент просто не проникает в отверстия и наблюдается снижение уровня раствора реагента в капилляре по сравнению со всем объемом раствора. В поры ленты ничего не попадет и дальше все лишено реального смысла.

Материалы не бывают 100%-но гидрофобны и поэтому все-таки присутствует некоторое смачивание материала. Фторопласты или нанопокрытия не смачиваются растворами, но тем не менее растворы, помещенные во фторопластовую посуду смачивают ее поверхность.
Поместить реагенты в отверстия перфоленты можна с помощью многоигольного барабана, иглы которого несколько меньшего диаметра чем отверстия. Таким образом, при повороте игольчатого барабана, его иглы будут работать как поршни, вытесняя с одной стороны воздух из отверстий и, с другой - подсасывая реагент в отверстия.
Если всё упирается в несмачиваемый материал, то его можно заменить и другим.
Хороший вариант, когда поверхность материала ленты гидрофобна (для простоты стекания избытка реагента1), а поверхность отверстий способна смачиваться реагентом1 (удерживать реагент1 в необходимом количестве).

[xe;jq]

Уважаемый Doctormom!
На эту тему есть 2 старинных мысли: нельзя быть слегка беременным и игра имеет смысл только в случае наличия нерушимых правил. Смачивание обязательно включает взаимодействие с поверхностью, если использовать пример с фторопластом, то можно поразвлечся попытками запихать что либо и можете убедиться что иглы будут входить в отверстия практически без раствора, а то что прилипнет к их (игол) поверхности, то на поверхность тефлона не перейдет. Если натяжной барабан будет игольчатым, то от ленты ничего рабочего не останется быстрей быстрого. Если поверхность ленты не смачивается, а поверхность отверстий смачивается, то в отверстия просто ничего не проникнет начиная с некого диаметра все равно ничего не получится. Есть много отработанных и производительных способов получения и покрытий и наноразмерных порошков. Вам они не подходят?

[Doctormom]

xe;jq писал(а):

Есть много отработанных и производительных способов получения и покрытий и наноразмерных порошков. Вам они не подходят?

Подойдет любое покрытие, которое будет устойчиво к растворам 15-20% щелочи.
В том-то и вся загвоздка, что необходимо подобрать материал, который мог бы внутри пор (капилляра) удерживать массу реагента1 и при взаимодействии с реагентом2 смесь могла бы полностью (максимально полно) вытекать из капилляра (допустимо и не пассивное вытекание под действием силы тяжести, а за счет "выдавливания" иглами дополнительного барабана)