გმადლობთ, რომ დარეგისტრირდით Physical World-ში, თუ გსურთ თქვენი მონაცემების შეცვლა ნებისმიერ დროს, გთხოვთ, ეწვიოთ ჩემს ანგარიშს
თაფლი და სხვა ძალიან ბლანტი სითხეები უფრო სწრაფად მიედინება, ვიდრე წყალი სპეციალურად დაფარულ კაპილარებში. გასაკვირი აღმოჩენა გააკეთეს მაია ვუჩკოვაჩმა და კოლეგებმა აალტოს უნივერსიტეტში, ფინეთი, რომლებმაც ასევე აჩვენეს, რომ ეს კონტრაინტუიტური ეფექტი გამოწვეულია უფრო ბლანტი წვეთების შიგნით შიდა ნაკადის ჩახშობიდან. მათი შედეგები პირდაპირ ეწინააღმდეგება სითხის დინებას.
მიკროსთხევადის სფერო მოიცავს სითხეების ნაკადის კონტროლს კაპილარების მჭიდროდ შეზღუდულ რეგიონებში - ჩვეულებრივ, სამედიცინო მიზნებისთვის განკუთვნილი მოწყობილობების წარმოებისთვის. დაბალი სიბლანტის სითხეები საუკეთესოა მიკროსთხევადებისთვის, რადგან ისინი მიედინება სწრაფად და უპრობლემოდ. უფრო ბლანტი სითხეების გამოყენება შესაძლებელია მათი გადაადგილებით, რაც აძლიერებს სტრუქტურის მარცხს.
ალტერნატიულად, ნაკადი შეიძლება დაჩქარდეს სუპერჰიდროფობიური საფარის გამოყენებით, რომელიც შეიცავს მიკრო და ნანოსტრუქტურებს, რომლებიც აკავებენ ჰაერის ბალიშებს. ეს ბალიშები მნიშვნელოვნად ამცირებს კონტაქტურ არეალს სითხესა და ზედაპირს შორის, რაც თავის მხრივ ამცირებს ხახუნს - გაზრდის ნაკადს 65%-ით. თუმცა, მიმდინარე თეორიის თანახმად, ეს ნაკადის სიხშირე აგრძელებს კლებას.
ვუკოვაკის გუნდმა გამოსცადა ეს თეორია სხვადასხვა სიბლანტის წვეთების დათვალიერებით, რადგან გრავიტაციამ ისინი ვერტიკალური კაპილარებიდან გამოიყვანა სუპერჰიდროფობიური შიდა საფარით. როდესაც ისინი მოძრაობენ მუდმივი სიჩქარით, წვეთები შეკუმშავს ჰაერს მათ ქვემოთ და ქმნიან წნევის გრადიენტს, რომელიც შედარებულია დგუშში.
მიუხედავად იმისა, რომ წვეთები აჩვენებდნენ მოსალოდნელ საპირისპირო კავშირს სიბლანტესა და ნაკადის სიჩქარეს შორის ღია მილებში, როდესაც ერთი ან ორივე ბოლო იყო დალუქული, წესები მთლიანად შეიცვალა. ეფექტი ყველაზე გამოხატული იყო გლიცეროლის წვეთებით - მიუხედავად იმისა, რომ სიდიდის 3 რიგით უფრო ბლანტი იყო ვიდრე წყალი, ის წყალზე 10-ჯერ უფრო სწრაფად მიედინებოდა.
ამ ეფექტის მიღმა არსებული ფიზიკის გამოსავლენად ვუკოვაკის გუნდმა წვეთებში შეიყვანა მიკვლევითი ნაწილაკები. ნაწილაკების მოძრაობამ დროთა განმავლობაში გამოავლინა სწრაფი შიდა ნაკადი ნაკლებად ბლანტი წვეთში. ეს ნაკადები იწვევს სითხის შეღწევას საფარში არსებულ მიკრო და ნანომასშტაბიან სტრუქტურებში. ეს ამცირებს ჰაერის წვეთების სისქეს. წნევის გრადიენტის დასაბალანსებლად. ამის საპირისპიროდ, გლიცერინს თითქმის არ აქვს შესამჩნევი შიდა ნაკადი, რაც აფერხებს მის შეღწევას საფარში. ეს იწვევს ჰაერის უფრო სქელ ბალიშს, რაც აადვილებს ჰაერის წვეთქვეშ გადაადგილებას ერთ მხარეს.
მათი დაკვირვებით, ჯგუფმა შეიმუშავა განახლებული ჰიდროდინამიკური მოდელი, რომელიც უკეთ პროგნოზირებს, თუ როგორ მოძრაობენ წვეთები კაპილარებში სხვადასხვა სუპერჰიდროფობიური საფარით. შემდგომი მუშაობის შედეგად, მათმა აღმოჩენებმა შეიძლება მიგვიყვანოს ახალ გზებზე მიკროფლუიდური მოწყობილობების შესაქმნელად, რომლებსაც შეუძლიათ რთული ქიმიკატებისა და წამლების მართვა.
Physics World წარმოადგენს IOP Publishing-ის მისიის ძირითად ნაწილს, რათა მიაწოდოს მსოფლიო დონის კვლევები და ინოვაციები რაც შეიძლება ფართო აუდიტორიას. საიტი არის Physics World პორტფოლიოს ნაწილი, რომელიც უზრუნველყოფს ონლაინ, ციფრული და ბეჭდური ინფორმაციის სერვისების კრებულს გლობალურ სამეცნიერო საზოგადოებას.