Штормовое масло описывается как почти нерастворимое в воде масло, действующее как поверхностно-активное вещество , и с древних времен оно использовалось для сглаживания океанских волн. [1] [2] Исторически он использовался для облегчения спасательных операций на море и повышения безопасности судоходства, включая выливание нефти на поверхность океана для уменьшения интенсивности волн. [3] [4] Практически несмешиваемая разлитая нефть действует как поверхностно-активное вещество, накапливаясь на поверхности, а когда волны локально растягиваются или сжимаются, это приводит к градиенту концентрации, вызывающему тангенциальные силы сдвига, ведущие к дополнительному рассеиванию и затуханию. [5] [1] Позже эти явления были открыты и научно исследованы такими фигурами, как Бенджамин Франклин , лорд Рэлей и Агнес Поккельс , что коллективно углубило научные знания о поверхностном натяжении и динамике волн. [1] [4]
Для их перевозки до конца 20 века требовались пароходы и спасательные шлюпки из многих стран. [6] [7] Руководство по обучению морской службы США включило штормовое масло в список общего оборудования на борту спасательных шлюпок, [8] в то время как Закон о торговом мореплавании 1894 года ( 57 и 58 Победа ок. 60) предписывал использовать его для британских судов до тех пор, пока 1998. [6] [7] Часто растительное масло или рыбий жир использовались как дешевая форма масла. [6]
Нефть оказывает демпфирующее действие на воду, которая поглощает часть энергии волн. [6] [9] Он также быстро образует тонкий слой на большой площади поверхности воды в результате процесса депротонирования . Это предотвращает распространение ветра по воде; таким образом, волны не могут формироваться так легко. [10]
Эту практику можно проследить еще в 350 г. до н. э. у Аристотеля и до начала I века у Плиния Старшего . Аристотель описал, как масло намазывают глаза дайверов с намерением «успокоить поверхность и позволить лучам света достичь их». Предполагается, что китобойные суда, находясь в сильном волнении, развешивают жир вокруг корпуса, чтобы успокоить океан. [11] Бенджамин Франклин, как известно, исследовал успокаивающие свойства нефти на волнах во время своих визитов в Англию в 1757 году для переговоров по вопросам налогообложения, [1] демонстрируя эффект на таких озерах, как Дервентуотер . Сообщения между Франклином и Уильямом Браунриггом показывают, что Франклин впервые столкнулся с этим явлением на борту корабля в 1757 году и исследовал его несколько лет спустя вместе с Браунриггом и сэром Джоном Принглом . [12] Это привело к обсуждению этой темы в Королевском обществе 2 июня 1774 года. Франклин также был первым, кто провел контролируемый эксперимент на различных прудах и озерах в Англии, и первым опубликовал результаты в виде научной публикации. [13] [1] Последующие исследователи включали Стратта , [14] лорда Рэлея . [1] Параллельно Агнес Покельс , работая на своей кухне в Брансуике, Германия, экспериментировала со свойствами монослоев масла на воде, измеряя толщину слоев масла на воде примерно 1,3 нанометра. [15] Ее работа по изучению штормовой нефти с помощью техники баланса поверхностной пленки позже повлияла на конструкцию таких инструментов, как желоб Ленгмюра. [15] Поккельс также предположил, что успокаивающее действие масла на воду связано не только с уменьшением поверхностного натяжения, включая дополнительное вязкое сопротивление. [1]