science >> Wetenschap >  >> Fysica

Een manier om een ​​vloeistof door een kanaal te laten bewegen zonder een drijvende kracht

Zelfrijdende druppels. Onderzoekers tonen aan dat vloeistofdruppels zichzelf langs een smal, flexibel kanaal gecreëerd door twee glazen dekglaasjes die aan één uiteinde zijn vastgeklemd. Het mechanisme kan nuttig zijn in lab-on-a-chip-technologieën. Credit:F. Box/Univ. van Oxford

Een team van de Universiteit van Oxford heeft een techniek gevonden om vloeistof door een klein kanaal te verplaatsen zonder een drijvende kracht te gebruiken. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft hun techniek en hoe die werkt.

Mensen gebruiken al duizenden jaren drijvende kracht om vloeistoffen door kanalen te verplaatsen - van zwaartekracht tot pompen, drijvende krachten duwen vloeistoffen waar we ze willen hebben. Maar soms, het zou voordelig zijn om water of andere vloeistoffen door een kanaal te mobiliseren zonder de noodzaak van een dergelijke kracht - een medicijnafgiftesysteem is slechts één voorbeeld. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een manier gevonden om water en olie door een klein kanaal te verplaatsen zonder een drijvende kracht uit te oefenen.

De techniek bestond uit het creëren van een kanaal door glazen dekglaasjes te gebruiken, elk slechts een halve centimeter breed. De dekglaasjes waren bedekt met een materiaal waarvan bekend is dat het olie aantrekt maar water afstoot. De dekglaasjes werden vervolgens geklemd om een ​​kanaal te vormen van slechts een paar honderd micrometer breed. Opmerkelijk, de dekglaasjes waren stevig maar ook een beetje flexibel. De onderzoekers voegden vervolgens een vloeistof toe aan het gesloten uiteinde van het kanaal om te zien hoe het zich zou gedragen. Dat deden ze meerdere keren, het toevoegen van hoeveelheden van 10 tot 25 microliter olie of water. De onderzoekers melden dat beide vloeistoffen naar het open uiteinde van het kanaal bewogen zonder te worden geduwd.

Bij nader inzien, de onderzoekers ontdekten dat wanneer water werd toegevoegd, de wanden van het kanaal zetten iets naar buiten uit - dit kwam door de afstotende kracht tussen het water en de chemische stof die op de wanden was aangebracht. Met de olie, het tegenovergestelde gebeurde. De aantrekkingskracht tussen olie en de chemische stof op de muren trok hen een beetje naar binnen. In beide gevallen, de flex in de muren produceerde een drukgradiënt die het water langs het kanaal trok. De onderzoekers beschrijven de beweging van de vloeistof in hun kanaal als "bendotaxis" en suggereren het gebruik ervan in toepassingen die buizen gebruiken om vloeistoffen te vervoeren.

© 2019 Wetenschap X Netwerk