Дзякуй за рэгістрацыю ў Physical World. Калі вы захочаце змяніць свае дадзеныя ў любы час, калі ласка, наведайце мой уліковы запіс.
Мёд і іншыя высокавязкія вадкасці цякуць хутчэй, чым вада, у спецыяльна пакрытых капілярах. Дзіўнае адкрыццё зрабілі Мая Вучкавац і яе калегі з Універсітэта Аалто ў Фінляндыі, якія таксама паказалі, што гэты нелагічны эфект вынікае з падаўлення ўнутранага патоку ўнутры больш глейкіх кропель. Іх вынікі наўпрост супярэчаць сучасным тэарэтычным мадэлям таго, як вадкасці цякуць у супергідрафобных капілярах.
Галіна мікрафлюідыкі ўключае ў сябе кіраванне патокам вадкасцей праз шчыльна замкнёныя вобласці капіляраў, звычайна для вырабу прылад для медыцынскага прымянення. Вадкасці з нізкай глейкасцю найлепш падыходзяць для мікрафлюідыкі, таму што яны цякуць хутка і без асаблівых высілкаў. Больш глейкасць вадкасцей можна выкарыстоўваць, працуючы над імі пры больш высокім ціску, але гэта павялічвае механічнае напружанне ў далікатных капілярных структурах, што можа прывесці да паломкі.
Акрамя таго, паток можна паскорыць з дапамогай супергідрафобнага пакрыцця, якое змяшчае мікра- і нанаструктуры, што ўтрымліваюць паветраныя падушкі. Гэтыя падушкі значна памяншаюць плошчу кантакту паміж вадкасцю і паверхняй, што, у сваю чаргу, памяншае трэнне, павялічваючы паток на 65%. Аднак, згодна з сучаснай тэорыяй, гэтыя хуткасці патоку працягваюць памяншацца з павелічэннем глейкасці.
Каманда Вучковаца праверыла гэтую тэорыю, назіраючы за кроплямі рознай глейкасці, якія сіла цяжару выцягвае з вертыкальных капіляраў з супергідрафобнымі ўнутранымі пакрыццямі. Рухаючыся з пастаяннай хуткасцю, кроплі сціскаюць паветра пад сабой, ствараючы градыент ціску, параўнальны з градыентам у поршні.
У той час як у адкрытых прабірках кроплі паказвалі чаканую адваротную залежнасць паміж глейкасцю і хуткасцю патоку, калі адзін або абодва канцы былі запячатаны, правілы былі цалкам адваротнымі. Эфект быў найбольш выяўлены з кроплямі гліцэрыны — нягледзячы на ​​тое, што яны на 3 парадкі больш глейкасці, чым вада, яны цяклі больш чым у 10 разоў хутчэй, чым вада.
Каб раскрыць фізіку гэтага эфекту, каманда Вучковаца ўвяла ў кроплі трасерныя часціцы. Рух часціц з цягам часу выявіў хуткі ўнутраны паток у менш глейкай кроплі. Гэтыя патокі прымушаюць вадкасць пранікаць у мікра- і нанамаштабныя структуры ў пакрыцці. Гэта памяншае таўшчыню паветранай падушкі, перашкаджаючы сціснутому паветру пад кропляй праціскацца, каб збалансаваць градыент ціску. Наадварот, гліцэрын практычна не мае адчувальнага ўнутранага патоку, што перашкаджае яго пранікненню ў пакрыццё. Гэта прыводзіць да больш тоўстай паветранай падушкі, што дазваляе паветру пад кропляй лягчэй рухацца ў адзін бок.
Выкарыстоўваючы свае назіранні, каманда распрацавала абноўленую гідрадынамічную мадэль, якая лепш прадказвае, як кроплі рухаюцца праз капіляры з рознымі супергідрафобнымі пакрыццямі. Пры далейшай працы іх высновы могуць прывесці да новых спосабаў стварэння мікрафлюідных прылад, здольных апрацоўваць складаныя хімічныя рэчывы і лекі.
«Physics World» з'яўляецца ключавой часткай місіі выдавецтва IOP Publishing па данясенні даследаванняў і інавацый сусветнага ўзроўню да як мага большай аўдыторыі. Сайт з'яўляецца часткай партфоліа «Physics World», якое прадастаўляе сусветнай навуковай супольнасці калекцыю анлайн-, лічбавых і друкаваных інфармацыйных паслуг.