Þakka þér fyrir að skrá þig í Physical World Ef þú vilt breyta upplýsingum þínum hvenær sem er, vinsamlegast farðu á reikninginn minn
Hunang og aðrir mjög seigfljótandi vökvar flæða hraðar en vatn í sérhúðuðum háræðum. Hin óvæntu uppgötvun var gerð af Maja Vuckovac og samstarfsmönnum við Aalto háskólann í Finnlandi, sem sýndu einnig að þessi gagnsæi áhrif stafar af bælingu innra flæðis innan seigfljótandi dropa. Niðurstöður þeirra stangast beint á við núverandi fræðilega flæðislíkön í ofurvökvahýdrunum.
Svið örvökva felur í sér að stjórna flæði vökva um þétt afmörkuð svæði háræða - venjulega til framleiðslu á tækjum til læknisfræðilegra nota. Vökvar með lága seigju eru bestir fyrir örvökva vegna þess að þeir flæða hratt og áreynslulaust. Hægt er að nota meira seigfljótandi vökva með því að keyra þá við hærri þrýsting, en það eykur viðkvæma vélræna virkni í húddinu sem veldur viðkvæmu vélrænu álagi.
Að öðrum kosti er hægt að flýta fyrir flæðinu með því að nota ofurvatnsfælin húðun sem inniheldur ör- og nanóbyggingar sem fanga loftpúða.Þessir púðar draga verulega úr snertisvæðinu milli vökvans og yfirborðsins, sem aftur dregur úr núningi – eykur flæði um 65%. Hins vegar, samkvæmt núverandi kenningum, heldur þessi flæðihraði áfram að minnka með aukinni seigju.
Teymi Vuckovac prófaði þessa kenningu með því að skoða dropa af mismunandi seigju þegar þyngdaraflið dró þá frá lóðréttum háræðum með ofurvatnsfælnum innri húðun. Þegar þeir ferðast á jöfnum hraða þjappa droparnir saman loftinu fyrir neðan þá, sem skapar sambærilegan þrýstingshalla og í stimplinum.
Þó að dropar sýndu væntanlegt öfugt samband milli seigju og flæðishraða í opnum rörum, þegar annar eða báðir endarnir voru innsiglaðir, var reglunum algjörlega snúið við. Áhrifin voru mest áberandi með glýseróldropum-jafnvel þótt 3 stærðargráður seigfljótandi en vatn, rann það meira en 10 sinnum hraðar en vatn.
Til að afhjúpa eðlisfræðina á bak við þessi áhrif, teymi Vuckovac setti sporagnir inn í dropana. Hreyfing agnanna með tímanum leiddi í ljós hratt innra flæði innan minna seigfljótandi dropans. Þessar flæði valda því að vökvinn kemst inn í ör- og nanó-kvarða í húðuninni. Þetta dregur úr þykkt loftþrýstingsjafnvægisins undir loftpúðann og kemur í veg fyrir að loftþrýstingurinn breytist í gegnum loftpúðann. Aftur á móti hefur glýserín nánast ekkert skynjanlegt innra flæði, sem hindrar að það komist inn í húðina. Þetta leiðir til þykkari loftpúða, sem auðveldar loftinu undir dropanum að færa sig til hliðar.
Með því að nota athuganir sínar þróaði teymið uppfært vatnsaflslíkan sem spáir betur fyrir um hvernig dropar fara í gegnum háræðar með mismunandi ofurvatnsfælin húðun. Með frekari vinnu gætu niðurstöður þeirra leitt til nýrra leiða til að búa til örvökvatæki sem geta meðhöndlað flókin efni og lyf.
Physics World er lykilþáttur í hlutverki IOP Publishing að miðla heimsklassa rannsóknum og nýsköpun til sem breiðasta markhópsins. Þessi síða er hluti af Physics World safninu, sem veitir safn af net-, stafrænum og prentuðum upplýsingaþjónustu til alþjóðlegs vísindasamfélags.