Dankie dat jy by Physical World aangesluit het As jy enige tyd jou besonderhede wil verander, besoek asseblief my rekening
Heuning en ander hoogs viskose vloeistowwe vloei vinniger as water in spesiaal bedekte kapillêre. Die verrassende bevinding is gemaak deur Maja Vuckovac en kollegas by Aalto Universiteit in Finland, wat ook getoon het dat hierdie teen-intuïtiewe effek spruit uit die onderdrukking van interne vloei binne meer viskeuse druppels. Hul resultate weerspreek die huidige teoretiese vloeimodelle in superhidrofobiese kapillaries direk.
Die veld van mikrovloeistowwe behels die beheer van die vloei van vloeistowwe deur digbeperkte streke van kapillêres—gewoonlik vir die vervaardiging van toestelle vir mediese toepassings.Vloeistowwe met lae viskositeit is die beste vir mikrovloeistowwe omdat hulle vinnig en moeiteloos vloei.Meer viskeuse vloeistowwe kan gebruik word deur hulle teen hoër drukke aan te dryf, maar dit kan lei tot die delikate meganiese stres in die kapilliese struktuur.
Alternatiewelik kan die vloei versnel word deur 'n superhidrofobiese deklaag te gebruik wat mikro- en nanostrukture bevat wat lugkussings vasvang.Hierdie kussings verminder die kontakarea tussen die vloeistof en die oppervlak aansienlik, wat op sy beurt wrywing verminder - wat vloei met 65% verhoog. Volgens huidige teorie hou hierdie vloeitempo egter steeds af met toenemende viskositeit.
Vuckovac se span het hierdie teorie getoets deur na druppels van verskillende viskositeite te kyk soos swaartekrag hulle van vertikale kapillêre getrek het met superhidrofobiese binnebedekkings. Terwyl hulle teen konstante spoed beweeg, druk die druppels die lug onder hulle saam, wat 'n drukgradiënt skep wat vergelykbaar is met dié in die suier.
Terwyl druppels die verwagte omgekeerde verwantskap tussen viskositeit en vloeitempo in oop buise getoon het, wanneer een of albei ente verseël was, was die reëls heeltemal omgekeer.Die effek was die meeste uitgesproke met gliserol druppels-al is 3 ordes van grootte meer viskeus as water, het dit meer as 10 keer vinniger as water gevloei.
Om die fisika agter hierdie effek te ontbloot, het Vuckovac se span spoordeeltjies in die druppels ingebring. Die beweging van die deeltjies met verloop van tyd het 'n vinnige interne vloei binne die minder viskeuse druppel geopenbaar. Hierdie vloeie veroorsaak dat die vloeistof in die mikro- en nanoskaal strukture in die deklaag binnedring. Dit verminder die dikte van die lugdruk onder die lugkussing wat gebalanseer word deur die lugkussing, om te verhoed dat die lugdruk gebalanseer word. Daarteenoor het gliserien byna geen waarneembare interne vloei nie, wat die penetrasie daarvan in die laag inhibeer. Dit lei tot 'n dikker lugkussing, wat dit makliker maak vir die lug onder die druppel om eenkant toe te beweeg.
Deur hul waarnemings te gebruik, het die span 'n opgedateerde hidrodinamiese model ontwikkel wat beter voorspel hoe druppels deur kapillêre beweeg met verskillende superhidrofobiese bedekkings.Met verdere werk kan hul bevindings lei tot nuwe maniere om mikrofluïdiese toestelle te skep wat in staat is om komplekse chemikalieë en dwelms te hanteer.
Physics World verteenwoordig 'n sleuteldeel van IOP Publishing se missie om navorsing en innovasie van wêreldgehalte aan die wydste moontlike gehoor te kommunikeer. Die webwerf is deel van die Physics World-portefeulje, wat 'n versameling aanlyn-, digitale en gedrukte inligtingsdienste aan die globale wetenskaplike gemeenskap verskaf.