Dankon pro aliĝi al Physical World Se vi ŝatus ŝanĝi viajn detalojn iam ajn, bonvolu viziti mian konton
Mielo kaj aliaj tre viskozaj likvaĵoj fluas pli rapide ol akvo en speciale kovritaj kapilaroj.La surpriza trovo estis farita de Maja Vuckovac kaj kolegoj en Aalto University en Finnlando, kiuj ankaŭ montris, ke ĉi tiu kontraŭintuicia efiko devenas de la subpremado de interna fluo ene de pli viskozaj gutetoj.Iliaj rezultoj rekte kontraŭdiras nunajn teoriajn modelojn pri kiel superhidrofobaj likvaj kapiloj.
La kampo de mikrofluidiko implikas kontroli la fluon de likvaĵoj tra malloze limigitaj regionoj de kapilaroj - kutime por la fabrikado de aparatoj por medicinaj aplikoj. Malaltaj viskozecaj fluidoj estas plej bonaj por mikrofluidiko ĉar ili fluas rapide kaj senpene. Pli da viskozaj fluidoj povas esti uzataj kondukante ilin ĉe pli altaj premoj, sed ĉi tio pliigas mekanikan streson en la delikata kapilara streso en la delikata strukturo.
Alternative, la fluo povas esti akcelita per superhidrofoba tegaĵo, kiu enhavas mikro- kaj nanostrukturojn kiuj kaptas aerkusenojn. Ĉi tiuj kusenoj signife reduktas la kontaktan areon inter la likvaĵo kaj la surfaco, kiu siavice reduktas frotadon - pliigante fluon je 65%. Tamen, laŭ nuna teorio, ĉi tiuj flukvantoj daŭre malpliiĝas kun kreskanta viskozeco.
La teamo de Vuckovac testis ĉi tiun teorion rigardante gutetojn de diversaj viskozecoj kiam gravito tiris ilin de vertikalaj kapilaroj kun superhidrofobaj internaj tegaĵoj. Dum ili vojaĝas kun konstanta rapideco, la gutetoj kunpremas la aeron sub ili, kreante premgradienton komparebla al tiu en la piŝto.
Dum gutetoj montris la atendatan inversan rilaton inter viskozeco kaj flukvanto en malfermaj tuboj, kiam unu aŭ ambaŭ finoj estis sigelitaj, la reguloj estis tute inversigitaj. La efiko estis plej prononcita kun glicerinaj gutetoj—kvankam 3 ordoj de grandeco pli viskoza ol akvo, ĝi fluis pli ol 10 fojojn pli rapide ol akvo.
Por malkovri la fizikon malantaŭ ĉi tiu efiko, la teamo de Vuckovac enkondukis spurajn partiklojn en la gutetojn. La moviĝo de la partikloj laŭlonge de la tempo malkaŝis rapidan internan fluon ene de la malpli viskoza guteto. Ĉi tiuj fluoj igas la likvaĵon penetri en la mikro- kaj nanoskalajn strukturojn en la tegaĵo. Ĉi tio reduktas la dikecon de la eroj tra la premita aero, malhelpante la premon de la aero ekvilibrigita al la premo de la aero. gradiento. Kontraste, glicerino havas preskaŭ neniun percepteblan internan fluon, malhelpante ĝian penetron en la tegaĵon. Ĉi tio rezultigas pli dikan aerkusenon, faciligante la aero sub la guto moviĝi al unu flanko.
Uzante siajn observojn, la teamo evoluigis ĝisdatigitan hidrodinamikan modelon, kiu pli bone antaŭdiras kiel gutetoj moviĝas tra kapilaroj kun malsamaj superhidrofobaj tegaĵoj. Kun plia laboro, iliaj trovoj povus konduki al novaj manieroj krei mikrofluidajn aparatojn kapablajn manipuli kompleksajn kemiaĵojn kaj drogojn.
Physics World reprezentas ŝlosilan parton de la misio de IOP Publishing komuniki mondklasan esploradon kaj novigon al la plej larĝa ebla spektantaro. La retejo estas parto de la Physics World-paperaro, kiu disponigas kolekton de interretaj, ciferecaj kaj presitaj informservoj al la tutmonda scienca komunumo.