Diolch am gofrestru ar gyfer y Byd Corfforol Os hoffech newid eich manylion ar unrhyw adeg, ewch i'm cyfrif.
Mae mêl a hylifau gludiog iawn eraill yn llifo'n gyflymach na dŵr mewn capilarïau wedi'u gorchuddio'n arbennig. Gwnaed y canfyddiad annisgwyl gan Maja Vuckovac a chydweithwyr ym Mhrifysgol Aalto yn y Ffindir, a ddangosodd hefyd fod yr effaith wrthreddfol hon yn deillio o atal llif mewnol o fewn diferion mwy gludiog. Mae eu canlyniadau'n gwrth-ddweud yn uniongyrchol fodelau damcaniaethol cyfredol o sut mae hylifau'n llifo mewn capilarïau uwch-hydroffobig.
Mae maes microfluideg yn cynnwys rheoli llif hylifau trwy ranbarthau cyfyngedig o gapilarïau—fel arfer ar gyfer cynhyrchu dyfeisiau ar gyfer cymwysiadau meddygol. Hylifau gludedd isel sydd orau ar gyfer microfluideg oherwydd eu bod yn llifo'n gyflym ac yn ddiymdrech. Gellir defnyddio hylifau mwy gludiog trwy eu gyrru ar bwysau uwch, ond mae hyn yn cynyddu straen mecanyddol yn y strwythurau capilarïau cain—a all arwain at fethiant.
Fel arall, gellir cyflymu'r llif gan ddefnyddio haen uwch-hydroffobig sy'n cynnwys micro- a nanostrwythurau sy'n dal clustogau aer. Mae'r clustogau hyn yn lleihau'r arwynebedd cyswllt rhwng yr hylif a'r wyneb yn sylweddol, sydd yn ei dro yn lleihau ffrithiant - gan gynyddu'r llif 65%. Fodd bynnag, yn ôl y ddamcaniaeth gyfredol, mae'r cyfraddau llif hyn yn parhau i ostwng gyda chynnydd mewn gludedd.
Profodd tîm Vuckovac y ddamcaniaeth hon drwy edrych ar ddiferion o wahanol gludedd wrth i ddisgyrchiant eu tynnu o gapilarïau fertigol â haenau mewnol uwch-hydroffobig. Wrth iddynt deithio ar gyflymder cyson, mae'r diferion yn cywasgu'r aer oddi tanynt, gan greu graddiant pwysau tebyg i'r un yn y piston.
Er bod diferion yn dangos y berthynas wrthdro ddisgwyliedig rhwng gludedd a chyfradd llif mewn tiwbiau agored, pan oedd un pen neu'r ddau wedi'u selio, roedd y rheolau wedi'u gwrthdroi'n llwyr. Roedd yr effaith fwyaf amlwg gyda diferion glyserol—er ei fod 3 urdd maint yn fwy gludiog na dŵr, roedd yn llifo mwy na 10 gwaith yn gyflymach na dŵr.
I ddatgelu'r ffiseg y tu ôl i'r effaith hon, cyflwynodd tîm Vuckovac ronynnau olrhain i'r diferion. Datgelodd symudiad y gronynnau dros amser lif mewnol cyflym o fewn y diferyn llai gludiog. Mae'r llifau hyn yn achosi i'r hylif dreiddio i'r strwythurau micro- a nano-raddfa yn y cotio. Mae hyn yn lleihau trwch y clustog aer, gan atal yr aer dan bwysau o dan y diferyn rhag gwasgu drwodd i gydbwyso'r graddiant pwysau. Mewn cyferbyniad, nid oes gan glyserin bron unrhyw lif mewnol canfyddadwy, gan atal ei dreiddiad i'r cotio. Mae hyn yn arwain at glustog aer mwy trwchus, gan ei gwneud hi'n haws i'r aer o dan y diferyn symud i un ochr.
Gan ddefnyddio eu harsylwadau, datblygodd y tîm fodel hydrodynamig wedi'i ddiweddaru sy'n rhagweld yn well sut mae diferion yn symud trwy gapilarïau â gwahanol orchuddion uwchhydroffobig. Gyda gwaith pellach, gallai eu canfyddiadau arwain at ffyrdd newydd o greu dyfeisiau microfluidig ​​sy'n gallu trin cemegau a chyffuriau cymhleth.
Mae Physics World yn cynrychioli rhan allweddol o genhadaeth IOP Publishing i gyfleu ymchwil ac arloesedd o'r radd flaenaf i'r gynulleidfa ehangaf bosibl. Mae'r wefan yn rhan o bortffolio Physics World, sy'n darparu casgliad o wasanaethau gwybodaeth ar-lein, digidol ac argraffedig i'r gymuned wyddonol fyd-eang.