Способ заставить жидкость двигаться через канал без движущей силы

Самоприводные капли. Исследователи демонстрируют, что капли жидкости будут двигаться по узкому гибкому каналу, созданному двумя стеклянными покровными стеклами, которые зажаты на одном конце. Механизм может быть полезен в технологиях «лаборатория на кристалле». Предоставлено: F. Box / Univ. Оксфорд

Команда из Оксфордского университета нашла технику для перемещения жидкости через небольшой канал без использования движущей силы. В своей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, группа описывает свою технику и то, как она работает.

Люди использовали движущую силу для перемещения жидкостей по каналам на протяжении тысячелетий — от гравитации до насосов, движущие силы выталкивают жидкости туда, куда мы хотим, чтобы они шли. Но иногда было бы выгодно мобилизовать воду или другие жидкости через канал без необходимости в такой силе — система доставки лекарств является лишь одним примером. В этом новом усилии исследователи нашли способ перемещать воду и масло через крошечный канал без применения движущей силы.

Метод состоял из создания канала с помощью покровные стекла, каждый только половину сантиметра в ширину. Покровные стекла были покрыты материалом, который, как известно, притягивает масло, но отталкивает воду. Затем покровные стекла были зажаты, чтобы образовать канал шириной всего в несколько сотен микрометров. Примечательно, что покровные стекла были прочными, но также немного гибкими. Затем исследователи добавили жидкость в закрытый конец канала, чтобы посмотреть, как он будет себя вести. Они делали это несколько раз, добавляя количество от 10 до 25 микролитров либо масла, либо воды. Исследователи сообщают, что обе жидкости двигались к открытому концу канала без выталкивания.

При ближайшем рассмотрении исследователи обнаружили, что при добавлении воды стенки канала немного расширялись наружу — это было связано с силой отталкивания между водой и химическим веществом, которое наносилось на стены. С маслом произошло обратное. Притяжение между маслом и химическим веществом на стенах притягивало их немного. В обоих случаях изгиб стенок создавал градиент давления, который тянул воду вдоль канала. Исследователи описывают движение жидкости в своем канале как «бендотаксис» и предлагают его использовать в приложениях, в которых для переноса жидкости используются трубы.

Источник информации: https://phys.org/news/2019-02-liquid-channel.html#jCp

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...