Het is gemakkelijk om bubbels te maken, maar probeer er honderdduizenden per minuut te maken - allemaal even groot.

De ingenieurs van Rice University kunnen dat en nog veel meer. Rijstchemisch en biomoleculair ingenieur Sibani Lisa Biswal en hoofdauteur en afgestudeerde student Daniel Vecchiolla hebben een microfluïdisch apparaat gemaakt dat meer dan 15, 000 microscopisch kleine bubbels per seconde en kunnen worden afgestemd om ze in één te maken, twee of drie verschillende maten.

Het werk op de omslag van het tijdschrift Royal Society of Chemistry Zachte materie maakt aanpasbare, "natte" schuimen in kleine hoeveelheden voor toepassingen die chemische en biologische studies omvatten.

Het beste deel is dat de bubbels zelf het harde deel doen.

Een film die het mechanisme demonstreert, toont langwerpige bellen die door een buis in een invoerkanaal schieten. Elke pijlachtige bel beweegt met voldoende kracht om de bel ervoor te splitsen, maar de pijl blijft intact. Het neemt zijn plaats in tussen de nieuwe "dochter"-bubbels en wordt een "muur" die de volgende bubbel op zijn plaats houdt om te splitsen. Op die manier, alleen elke andere bel die de expansie binnengaat, splitst zich van de krachten tussen de bellen.

Vecchiolla beschreef het proces als "metronomisch, " de teek is een bubbel die splijt en de tok een bubbel die heel blijft.

Wanneer de invoer gecentreerd is en alle andere parameters - het type vloeistof, zijn viscositeit, de stroomsnelheid en de breedte van het kanaal - juist zijn, het apparaat vult zich met grote bubbels in het midden en twee rijen identieke, kleinere bubbels langs de randen. Wanneer de ingang is verschoven, de stroom produceert bellen in drie maten.

"Er is interesse in het gebruik van monodisperse bellen voor materiaaltoepassingen en geminiaturiseerde reactoren, dus er is veel onderzoek gedaan naar het genereren van gasbellen van uniforme grootte, " zei Biswal. "Maar er zijn er maar weinig geweest die hebben gekeken naar het gebruik van aangrenzende bellen om deze dochterbellen te maken. We zijn in staat om goed geordende schuimsystemen te genereren en de maatverdeling te beheersen."

Recente alumna Vidya Giri hielp bij het creëren van de microfluïdische kanalen, die ongeveer een twintigste van een inch breed zijn met een toevoerkanaal van ongeveer 70 micron.

Biswal is universitair hoofddocent chemische en biomoleculaire engineering en materiaalkunde en nano-engineering. De National Science Foundation ondersteunde het onderzoek.