Ви благодариме што се регистриравте за Физички свет. Доколку сакате да ги промените вашите податоци во кое било време, посетете ја мојата сметка.
Медот и другите високо вискозни течности течат побрзо од водата во специјално обложени капилари. Изненадувачкото откритие го направија Маја Вучковац и неговите колеги од Универзитетот Алто во Финска, кои исто така покажаа дека овој контраинтуитивен ефект произлегува од потиснувањето на внатрешниот проток во повискозните капки. Нивните резултати директно се спротивставуваат на сегашните теоретски модели за тоа како течностите течат во суперхидрофобни капилари.
Областа на микрофлуидиката вклучува контролирање на протокот на течности низ цврсто затворени региони на капилари - обично за производство на уреди за медицински апликации. Течностите со низок вискозитет се најдобри за микрофлуидика бидејќи течат брзо и без напор. Повискозни течности може да се користат со нивно движење под поголем притисок, но ова го зголемува механичкиот стрес во деликатните капиларни структури - што може да доведе до дефект.
Алтернативно, протокот може да се забрза со употреба на суперхидрофобен премаз кој содржи микро- и наноструктури кои ги задржуваат воздушните перничиња. Овие перничиња значително ја намалуваат контактната површина помеѓу течноста и површината, што пак го намалува триењето - зголемувајќи го протокот за 65%. Сепак, според сегашната теорија, овие стапки на проток продолжуваат да се намалуваат со зголемување на вискозитетот.
Тимот на Вучковац ја тестирал оваа теорија набљудувајќи капки со различен вискозитет додека гравитацијата ги влечела од вертикалните капилари со суперхидрофобни внатрешни облоги. Додека патуваат со константна брзина, капките го компресираат воздухот под нив, создавајќи градиент на притисок споредлив со оној во клипот.
Додека капките ја покажаа очекуваната инверзна врска помеѓу вискозитетот и брзината на проток во отворени цевки, кога едниот или двата краја беа запечатени, правилата беа целосно обратни. Ефектот беше најизразен кај капките глицерол - иако 3 реда повискозни од водата, тие течеа повеќе од 10 пати побрзо од водата.
За да ја открие физиката зад овој ефект, тимот на Вучковац вовел трасерни честички во капките. Движењето на честичките со текот на времето открило брз внатрешен проток во помалку вискозната капка. Овие текови предизвикуваат течноста да навлезе во микро- и нано-структурите во облогата. Ова ја намалува дебелината на воздушната перница, спречувајќи го воздухот под притисок под капката да се пробие за да го балансира градиентот на притисок. Спротивно на тоа, глицеринот речиси и да нема забележлив внатрешен проток, спречувајќи ја неговата пенетрација во облогата. Ова резултира со подебела воздушна перница, што го олеснува движењето на воздухот под капката на едната страна.
Користејќи ги нивните набљудувања, тимот разви ажуриран хидродинамички модел кој подобро предвидува како капките се движат низ капиларите со различни суперхидрофобни облоги. Со понатамошна работа, нивните наоди би можеле да доведат до нови начини за создавање микрофлуидни уреди способни за ракување со сложени хемикалии и лекови.
„Физика Свет“ претставува клучен дел од мисијата на „ИОП Паблишинг“ да ги пренесе истражувањата и иновациите од светска класа на што е можно пошироката публика. Веб-страницата е дел од портфолиото на „Физика Свет“, кое обезбедува колекција од онлајн, дигитални и печатени информативни услуги за глобалната научна заедница.