Een team van onderzoekers van ETH Zürich en de Universiteit Twente heeft ontdekt dat het uitrekken van een substraat een nieuwe en gemakkelijkere manier is om anisotrope bevochtiging te beheersen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft testen die ze hebben uitgevoerd met druppels die over een uitgerekt oppervlak glijden.

Voor vele jaren, ingenieurs hebben verschillende technieken gebruikt om anisotrope bevochtiging te beheersen, waar de beweging van zeer kleine vloeistofdruppeltjes die in microfluïdische chips worden gebruikt, wordt gestuurd met behulp van verschillende benaderingen, zoals door kleine pilaren toe te voegen, hobbels of kanalen. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een andere manier gevonden om de beweging van druppels te regelen - door het bevochtigde substraat uit te rekken.

Het werk omvatte het bestuderen van hoe een heel klein druppeltje glycerol over verschillende substraten glijdt. Het substraat waar ze zich uiteindelijk op concentreerden, was een dun vel siliconengel, die gemakkelijk kan worden uitgerekt.

Bij het opnemen van de actie onder een microscoop, de onderzoekers ontdekten dat het uitrekken van het substraat met 23% ertoe leidde dat de druppel sneller een lichte helling naar beneden gleed dan wanneer het niet was uitgerekt. Ze ontdekten ook dat de druppel aanzienlijk sneller gleed als deze bewoog in de richting van het materiaal dat werd uitgerekt dan loodrecht erop. Ze ontdekten ook dat wanneer de druppel stopte met dalen, zijn vorm was langwerpig in de richting van het stuk, in plaats van rond. De onderzoekers merken op dat deze laatste bevinding in strijd was met de conventionele theorie.

Verder onderzoek toonde aan dat de bevochtigingsrand van een bepaalde druppel tijdens het glijden asymmetrisch was, die ook tegen de conventionele theorie inging. De onderzoekers ontdekten ook dat de mate van asymmetrie geassocieerd was met de mate van rek van het substraat. Ze suggereren dat dit erop wijst dat de druppels langwerpig werden op een uitgerekt oppervlak vanwege variaties in de vorm van de rand rond de randen, wat resulteerde in onevenwichtigheden in de krachten tussen de glycerol- en siliconengelmoleculen. Ze concluderen dat rekken een nieuwe manier kan zijn om de vloeistof in microfluïdische chips en andere toepassingen te beheersen. Ze zijn ook van plan om hun werk voort te zetten, op zoek naar de grenzen van het uitrekken van substraten.

© 2021 Science X Network