Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Sử dụng một kỹ thuật gọi là cơ khí hóa, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách vận chuyển các giọt nước bằng cách sử dụng sóng bề mặt ngang.
Tự làm sạch bề mặt và phòng thí nghiệm trên chip trở nên hiệu quả hơn nữa nếu chúng ta có thể kiểm soát từng giọt nhỏ.
Giáo sư Patrick Onck của Đại học Groningen, cùng với các đồng nghiệp từ Đại học Công nghệ Eindhoven, đã chỉ ra rằng điều này là có thể bằng cách sử dụng một kỹ thuật gọi là cơ chế hóa. Các nhà khoa học đã đưa ra một cách vận chuyển các giọt bằng cách sử dụng sóng bề mặt ngang. Điều này thậm chí hoạt động trên các bề mặt nghiêng hoặc thẳng đứng.
Nghiên cứu được công bố trên Science Advances vào ngày 14 tháng Sáu.
Ý tưởng về cơ chế hóa về cơ bản rất đơn giản: đặt một giọt nước lên sóng bề mặt ngang và giọt nước sẽ di chuyển cùng với sóng. Một trong những đặc tính của các giọt nước là chúng luôn cố gắng đứng trên đỉnh của sóng. Nếu đỉnh đó chạy về phía trước, giọt nước sẽ chạy theo nó. Có thể di chuyển các giọt bằng cách sử dụng biến dạng cơ học để tạo sóng bề mặt.”Điều đáng chú ý về điều này là nó cũng hoạt động trên các bề mặt nghiêng hoặc thẳng đứng: giọt thậm chí có thể di chuyển lên trên so với trọng lực.
Lý thuyết và thực hành
Edwin de Jong, ứng cử viên tiến sĩ trong nhóm của Onck và là tác giả đầu tiên của bài báo đã thử nghiệm khái niệm cơ học bằng mô hình máy tính. Khi nó dường như hoạt động trên lý thuyết, các đồng nghiệp của chúng tôi từ Đại học Công nghệ Eindhoven đã nghĩ ra một thí nghiệm để kiểm tra nó. Mô hình của chúng tôi hóa ra là đúng: trong thực tế, những giọt nước di chuyển chính xác như chúng ta tưởng tượng.
Phòng thí nghiệm trên chip
Một trong những ứng dụng của cơ khí hóa là trong các hệ thống phòng thí nghiệm trên chip hoàn thành các phòng thí nghiệm có kích thước của thẻ tín dụng được sử dụng để phân tích các chất lỏng sinh học như máu hoặc nước bọt. Điều này cho phép các mẫu được kiểm tra bên ngoài phòng thí nghiệm, ví dụ trực tiếp ở đầu giường với tốc độ phản hồi nhanh hơn nhiều. Nếu các nhà khoa học có thể chỉ đạo từng giọt riêng biệt có thể thực hiện rất nhiều thử nghiệm khác nhau ở tốc độ cao với một khối lượng chất lỏng rất nhỏ. Vận chuyển các giọt riêng biệt đã có thể bằng phương pháp điện từ. Điện từ có thể vận chuyển các giọt bằng cách áp dụng điện trường. Tuy nhiên, các trường này có thể thay đổi các đặc tính sinh hóa của mẫu và đó là điều bạn không muốn khi làm xét nghiệm máu.
Sóng ánh sáng
Trong khi đó, nhóm của Onck đang khám phá những khả năng mới. Các nhà khoa học đã thực hiện các mô phỏng trên máy tính cho thấy rằng cơ học cũng hoạt động bằng cách sử dụng các vật liệu phản ứng ánh sáng để tạo ra sóng. Ánh sáng đặc biệt thú vị vì độ chính xác và khả năng kiểm soát chuyển động của giọt nước từ xa. Ngoài các hệ thống phòng thí nghiệm trên chip, cơ chế hóa còn có một số ứng dụng thú vị khác, chẳng hạn như bề mặt tự làm sạch, nơi các giọt nước tích cực hấp thụ và loại bỏ bụi bẩn. Nó cũng cung cấp cơ hội để thu hoạch độ ẩm từ không khí, bằng cách thu thập giọt sương để sử dụng làm nước uống.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Groningen . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :