Хвала вам што сте се пријавили за Пхисицал Ворлд Ако у било ком тренутку желите да промените своје податке, посетите мој налог
Мед и друге високо вискозне течности теку брже од воде у посебно обложеним капиларама. Изненађујуће откриће су направиле Маја Вучковац и колеге са Универзитета Аалто у Финској, које су такође показале да овај контраинтуитивни ефекат потиче од потискивања унутрашњег тока унутар вискознијих капљица. Њихови резултати су директно у супротности са тренутним течењем суперхидрофобије течности.
Област микрофлуидике укључује контролу протока течности кроз чврсто затворене делове капилара—обично за производњу уређаја за медицинску примену. Течности ниског вискозитета су најбоље за микрофлуидику јер теку брзо и без напора. Вискознији флуиди могу да се користе тако што ће се покретати под вишим притисцима, али то повећава механичко напрезање капилара до квара у деликатној структури.
Алтернативно, проток се може убрзати коришћењем суперхидрофобног премаза који садржи микро- и наноструктуре које хватају ваздушне јастуке. Ови јастуци значајно смањују површину контакта између течности и површине, што заузврат смањује трење – повећавајући проток за 65%. Међутим, према тренутној теорији, ове брзине протока настављају да опадају са повећањем вискозности.
Вучковчев тим је тестирао ову теорију посматрајући капљице различитог вискозитета док их гравитација извлачи из вертикалних капилара са суперхидрофобним унутрашњим премазима. Док путују константном брзином, капљице сабијају ваздух испод себе, стварајући градијент притиска упоредив са оним у клипу.
Док су капљице показивале очекивани инверзни однос између вискозитета и брзине протока у отвореним епруветама, када су један или оба краја била запечаћена, правила су била потпуно обрнута. Ефекат је био најизраженији код капљица глицерола—иако су 3 реда величине вискозније од воде, оне су текле више од 10 пута брже од воде.
Да би открио физику која стоји иза овог ефекта, Вучковчев тим је увео честице трагача у капљице. Кретање честица током времена је открило брз унутрашњи ток унутар мање вискозних капљица. Ови токови проузрокују продирање течности у микро и нано структуре у превлаци. Ово смањује дебљину ваздушног притиска да би се спречила равнотежа ваздушног притиска. градијент притиска. Насупрот томе, глицерин нема скоро никакав приметан унутрашњи проток, што спречава његово продирање у премаз. Ово резултира дебљим ваздушним јастуком, што олакшава померање ваздуха испод капи на једну страну.
Користећи своја запажања, тим је развио ажурирани хидродинамички модел који боље предвиђа како се капљице крећу кроз капиларе са различитим суперхидрофобним премазима. Уз даљи рад, њихова открића би могла да доведу до нових начина за стварање микрофлуидних уређаја способних за руковање сложеним хемикалијама и лековима.
Пхисицс Ворлд представља кључни део мисије ИОП Публисхинг-а да саопшти истраживање и иновације светске класе најширој могућој публици. Сајт је део портфолија Пхисицс Ворлд, који пружа колекцију онлајн, дигиталних и штампаних информационих услуга глобалној научној заједници.