Physical World сайтына тіркелгеніңіз үшін рақмет. Егер сіз кез келген уақытта деректеріңізді өзгерткіңіз келсе, менің аккаунтыма кіріңіз.
Бал және басқа да жоғары тұтқыр сұйықтықтар арнайы қапталған капиллярларда судан жылдам ағады. Таңқаларлық жаңалықты Мая Вучковац және Финляндиядағы Аалто университетіндегі әріптестері жасады, олар бұл қарама-қарсы әсердің тұтқыр тамшылар ішіндегі ішкі ағынның басылуынан туындайтынын көрсетті. Олардың нәтижелері сұйықтықтардың супергидрофобты капиллярларда қалай ағатынының қазіргі теориялық модельдеріне тікелей қайшы келеді.
Микрофлюидика саласы капиллярлардың тығыз орналасқан аймақтары арқылы сұйықтық ағынын бақылауды қамтиды - әдетте медициналық қолдануға арналған құрылғыларды өндіру үшін. Тұтқырлығы төмен сұйықтықтар микрофлюидиктер үшін ең жақсысы, себебі олар тез және күш жұмсамай ағады. Тұтқырлығы жоғары сұйықтықтарды жоғары қысыммен жүргізу арқылы пайдалануға болады, бірақ бұл нәзік капиллярлық құрылымдардағы механикалық кернеуді арттырады - бұл істен шығуға әкелуі мүмкін.
Балама ретінде, ауа жастықшаларын ұстап қалатын микро және наноқұрылымдары бар супергидрофобты жабынды қолдану арқылы ағынды жеделдетуге болады. Бұл жастықшалар сұйықтық пен бет арасындағы жанасу аймағын айтарлықтай азайтады, бұл өз кезегінде үйкелісті азайтады - ағынды 65%-ға арттырады. Дегенмен, қазіргі теорияға сәйкес, бұл ағын жылдамдығы тұтқырлықтың артуымен төмендей береді.
Вуковацтың командасы бұл теорияны гравитация күші оларды супергидрофобты ішкі жабындары бар тік капиллярлардан тартып шығарған кезде әртүрлі тұтқырлықтағы тамшыларды қарастыру арқылы тексерді. Олар тұрақты жылдамдықпен қозғалған кезде, тамшылар астындағы ауаны қысып, поршеньдегіге ұқсас қысым градиентін жасайды.
Ашық түтіктердегі тамшылар тұтқырлық пен ағын жылдамдығы арасындағы күтілетін кері байланысты көрсеткенімен, бір немесе екі ұшы тығыздалған кезде ережелер толығымен керісінше болды. Әсер глицерин тамшыларымен ең айқын болды - судан 3 есе тұтқыр болса да, ол судан 10 еседен астам жылдам ағып кетті.
Бұл әсердің физикасын ашу үшін Вуковактың командасы тамшыларға із қалдыратын бөлшектерді енгізді. Бөлшектердің уақыт өте келе қозғалысы тұтқырлығы аз тамшының ішінде жылдам ішкі ағынды анықтады. Бұл ағындар сұйықтықтың жабындағы микро және нано масштабты құрылымдарға енуіне әкеледі. Бұл ауа жастығының қалыңдығын азайтады, тамшының астындағы қысымды ауаның қысым градиентін теңестіру үшін сығылуына жол бермейді. Керісінше, глицериннің сезілетін ішкі ағыны жоқ дерлік, бұл оның жабынға енуіне кедергі келтіреді. Бұл қалың ауа жастығына әкеледі, бұл тамшының астындағы ауаның бір жағына жылжуын жеңілдетеді.
Бақылауларын пайдалана отырып, топ тамшылардың әртүрлі супергидрофобты жабындары бар капиллярлар арқылы қалай қозғалатынын жақсырақ болжайтын жаңартылған гидродинамикалық модель жасады. Әрі қарай жүргізілген зерттеулер нәтижесінде олардың зерттеу нәтижелері күрделі химиялық заттар мен дәрі-дәрмектерді өңдеуге қабілетті микрофлюидтік құрылғыларды жасаудың жаңа жолдарына әкелуі мүмкін.
Physics World IOP Publishing компаниясының әлемдік деңгейдегі зерттеулер мен инновацияларды мүмкіндігінше кең аудиторияға жеткізу миссиясының маңызды бөлігін құрайды. Сайт Physics World портфолиосының бөлігі болып табылады, ол әлемдік ғылыми қауымдастыққа онлайн, сандық және баспа ақпараттық қызметтерінің жиынтығын ұсынады.