(Phys.org)—Onderzoekers bij Institut Lumière Matière, aan de Universiteit van Lyon hebben ontdekt dat zeepfilmkanalen kunnen worden afgestemd met behulp van een elektrische lading om ze op verzoek dikker of dunner te laten worden. In hun paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , het team beschrijft hoe ze een fysiek kanaal vervingen door een kanaal gemaakt van een dunne zeepfilm en ontdekten dat het afstembaar was vanwege de elastische wanden.

Bij het bestuderen van hoe vloeistoffen zich gedragen, wetenschappers hebben ontdekt dat wanneer ze door een kanaal bewegen, vrije ionen erin hebben de neiging om aan kanaalwanden te kleven. Door spanning op de ionen aan te brengen, gaan ze bewegen. Die beweging wrijft over de rest van de moleculen, waardoor ze ook bewegen. Het resultaat is beweging van een vloeistof door een kanaal als gevolg van een elektrische lading (elektro-osmose). Onderzoekers hebben ontdekt dat op microniveau, waar de verhouding van ionen die aan muren kleven in vergelijking met de totale hoeveelheid vloeistof hoog is, het proces is bijzonder sterk.

In dit nieuwe onderzoek het team vroeg zich af wat er zou gebeuren als de kanaalwanden elastisch waren. Er achter komen, ze creëerden een zeepfilm (in wezen een luchtbel) tussen twee elektroden die slechts een halve centimeter van elkaar verwijderd waren. In dit scenario, de zeepfilm bestond als twee zeer dunne, concentrische cilinders van zeepachtig materiaal (water, oppervlakteactieve stof en een kleine hoeveelheid kaliumchloride om de vrije ionen te leveren) met ionen en water dat vrij kan bewegen. Zonder toeslag, zwaartekracht zou ervoor zorgen dat de watermoleculen naar de grond vallen, uiteindelijk het breken van de film (of het knallen van de bel). Wanneer een kleine vergoeding wordt gegeven, echter, de beweging van de ionen was voldoende sterk om de vloeistof door de film te laten bewegen, en in sommige gevallen zelfs sterk genoeg om het omhoog te duwen. Dit was geen verrassing, aangezien andere onderzoekers hetzelfde resultaat hadden gezien. Wat echter verrassend was, was wat er gebeurde toen de spanning werd verhoogd.

Voorafgaand onderzoek had gesuggereerd dat het verhogen van de spanning ertoe zou leiden dat de vloeistofbewegingssnelheid lineair zou toenemen. In plaats daarvan, ze ontdekten dat de snelheid veel sneller toenam dan voorspeld. Bij nadere inspectie ontdekten ze dat dit kwam doordat de film dikker werd, waardoor meer vloeistof kan worden verplaatst. Deze bevinding suggereert dat het mogelijk zou kunnen zijn om vloeibare micropoorten te creëren die nauwkeurig kunnen worden afgesteld door de hoeveelheid elektrische lading en/of vrije ionen aan te passen, wat resulteert in een soort microdiode.

© 2013 Phys.org