Salamat sa pag-sign up para sa Physical World Kung gusto mong baguhin ang iyong mga detalye anumang oras, mangyaring bisitahin ang aking account
Ang pulot at iba pang napakalapot na likido ay dumadaloy nang mas mabilis kaysa sa tubig sa mga espesyal na pinahiran na mga capillary. Ang nakakagulat na paghahanap ay ginawa ni Maja Vuckovac at mga kasamahan sa Aalto University sa Finland, na nagpakita rin na ang kontraintuitive na epekto na ito ay nagmumula sa pagsugpo sa panloob na daloy sa loob ng mas malapot na mga patak. Direktang sumasalungat ang kanilang mga resulta sa mga kasalukuyang theoretical na mga modelo ng daloy ng mga superhydrophobic capillaries.
Ang larangan ng microfluidics ay nagsasangkot ng pagkontrol sa daloy ng mga likido sa pamamagitan ng mahigpit na nakakulong na mga rehiyon ng mga capillary—karaniwan ay para sa paggawa ng mga device para sa mga medikal na aplikasyon. Ang mga low viscosity fluid ay pinakamainam para sa microfluidics dahil mabilis at walang kahirap-hirap ang pagdaloy ng mga ito. Mas maraming malapot na likido ang maaaring gamitin sa pamamagitan ng pagmamaneho sa kanila sa mas mataas na presyon, ngunit ito ay nagpapataas ng mekanikal na stress sa maselan na istraktura na maaaring humantong sa pagkasira ng makina.
Bilang kahalili, ang daloy ay maaaring mapabilis gamit ang isang superhydrophobic coating na naglalaman ng micro- at nanostructures na kumukuha ng mga air cushions. Ang mga cushions na ito ay makabuluhang binabawasan ang contact area sa pagitan ng likido at ibabaw, na kung saan ay binabawasan ang friction - pagtaas ng daloy ng 65%.Gayunpaman, ayon sa kasalukuyang teorya, ang mga rate ng daloy na ito ay patuloy na bumababa sa pagtaas ng lagkit.
Sinubukan ng koponan ni Vuckovac ang teoryang ito sa pamamagitan ng pagtingin sa mga droplet na may iba't ibang lagkit habang hinihila sila ng gravity mula sa mga vertical capillaries na may superhydrophobic inner coatings. Habang naglalakbay sila sa tuluy-tuloy na bilis, ang mga droplet ay pumipilit sa hangin sa ibaba ng mga ito, na lumilikha ng gradient ng presyon na maihahambing sa nasa piston.
Bagama't ang mga droplet ay nagpakita ng inaasahang kabaligtaran na ugnayan sa pagitan ng lagkit at daloy ng daloy sa mga bukas na tubo, kapag ang isa o magkabilang dulo ay na-sealed, ang mga patakaran ay ganap na nabaligtad. Ang epekto ay pinaka-binibigkas sa mga droplet ng glycerol—kahit na 3 order ng magnitude na mas malapot kaysa sa tubig, dumaloy ito nang higit sa 10 beses na mas mabilis kaysa sa tubig.
Upang matuklasan ang physics sa likod ng epektong ito, ipinakilala ng koponan ng Vuckovac ang mga tracer na particle sa mga droplet. Ang paggalaw ng mga particle sa paglipas ng panahon ay nagpakita ng mabilis na panloob na daloy sa loob ng hindi gaanong malapot na droplet. Ang mga daloy na ito ay nagiging sanhi ng pagpasok ng fluid sa micro- at nano-scale na mga istruktura sa coating. Sa kaibahan, ang gliserin ay halos walang nakikitang panloob na daloy, na humahadlang sa pagtagos nito sa patong. Nagreresulta ito sa mas makapal na air cushion, na ginagawang mas madali para sa hangin sa ilalim ng patak na lumipat sa isang gilid.
Gamit ang kanilang mga obserbasyon, nakabuo ang team ng na-update na hydrodynamic na modelo na mas mahusay na hinuhulaan kung paano gumagalaw ang mga droplet sa mga capillary na may iba't ibang superhydrophobic coating. Sa karagdagang trabaho, ang kanilang mga natuklasan ay maaaring humantong sa mga bagong paraan upang lumikha ng mga microfluidic device na may kakayahang pangasiwaan ang mga kumplikadong kemikal at droga.
Kinakatawan ng Physics World ang isang mahalagang bahagi ng misyon ng IOP Publishing na ipaalam ang world-class na pananaliksik at inobasyon sa pinakamalawak na posibleng madla. Ang site ay bahagi ng portfolio ng Physics World, na nagbibigay ng isang koleksyon ng mga online, digital at print na serbisyo ng impormasyon sa pandaigdigang komunidad na siyentipiko.