از شما برای ثبت نام در Physical World سپاسگزارم
عسل و سایر مایعات بسیار چسبناک سریعتر از آب در مویرگهای با پوشش مخصوص جریان دارند. این یافته شگفت انگیز توسط ماجا ووکواچ و همکارانش در دانشگاه آلتو در فنلاند انجام شد، آنها همچنین نشان دادند که این اثر ضد شهودی از سرکوب جریان داخلی در قطرات چسبناکتر ناشی می شود.
زمینه میکروسیال شامل کنترل جریان مایعات از طریق نواحی کاملاً محدود مویرگ‌ها می‌شود - معمولاً برای ساخت دستگاه‌هایی برای کاربردهای پزشکی. سیالات با ویسکوزیته کم برای میکروسیال‌ها بهترین هستند زیرا سریع و بدون زحمت جریان می‌یابند. سیالات چسبناک بیشتری را می‌توان با هدایت آنها در فشارهای بالاتر استفاده کرد، اما این می‌تواند منجر به کاهش تنش در ساختار درپوش شود.
از طرف دیگر، جریان را می توان با استفاده از یک پوشش فوق آبگریز که حاوی ساختارهای میکرو و نانو است که بالشتک های هوا را به دام می اندازد، تسریع کرد. این بالشتک ها به طور قابل توجهی سطح تماس بین مایع و سطح را کاهش می دهند، که به نوبه خود باعث کاهش اصطکاک - افزایش جریان تا 65 درصد می شود.
تیم Vuckovac این نظریه را با نگاه کردن به قطرات با ویسکوزیته‌های مختلف آزمایش کردند، زیرا گرانش آنها را از مویرگ‌های عمودی با پوشش‌های داخلی فوق‌آب گریز بیرون می‌کشید. همانطور که با سرعت ثابت حرکت می‌کنند، قطرات هوای زیر خود را فشرده می‌کنند و یک گرادیان فشار قابل مقایسه با پیستون ایجاد می‌کنند.
در حالی که قطرات رابطه معکوس مورد انتظار بین ویسکوزیته و سرعت جریان را در لوله‌های باز نشان دادند، زمانی که یک یا هر دو انتها مهر و موم شدند، قوانین کاملاً معکوس شدند. این اثر با قطرات گلیسرول آشکارتر بود - حتی اگر 3 مرتبه قدر ویسکوزیته‌تر از آب باشد، اما بیش از 10 برابر سریع‌تر از آب جریان داشت.
برای کشف فیزیک پشت این اثر، تیم Vuckovac ذرات ردیاب را به قطرات وارد کرد. حرکت ذرات در طول زمان یک جریان داخلی سریع را در قطره کمتر چسبناک نشان داد. این جریان‌ها باعث نفوذ سیال به ساختارهای میکرو و نانو در پوشش می‌شود. این باعث می‌شود که ضخامت هوا از ریزش هوا از طریق پرس کاهش یابد. برای متعادل کردن گرادیان فشار. در مقابل، گلیسیرین تقریباً هیچ جریان داخلی محسوسی ندارد و از نفوذ آن به پوشش جلوگیری می کند. این منجر به یک بالشتک هوای ضخیم تر می شود که باعث می شود هوای زیر قطره راحت تر به یک طرف حرکت کند.
این تیم با استفاده از مشاهدات خود، مدل هیدرودینامیکی به روز شده ای را توسعه دادند که بهتر پیش بینی می کند قطرات چگونه در مویرگ ها با پوشش های مختلف فوق آبگریز حرکت می کنند.
Physics World بخشی کلیدی از ماموریت IOP Publishing برای برقراری ارتباط بین تحقیقات و نوآوری در سطح جهانی به گسترده ترین مخاطبان ممکن است. این سایت بخشی از نمونه کارها Physics World است که مجموعه ای از خدمات اطلاعات آنلاین، دیجیتال و چاپی را به جامعه علمی جهانی ارائه می دهد.