Metode baru gating cairan memiliki implikasi untuk pengiriman obat, pembangkit listrik dan penggunaan lainnya – Sains Terkini

Gerakan cairan melalui kapiler kecil dan saluran sangat penting untuk proses mulai dari aliran darah melalui otak ke pembangkit listrik dan sistem pendingin elektronik, tetapi gerakan itu sering berhenti ketika saluran lebih kecil dari 10 nanometer.

Para peneliti yang dipimpin oleh insinyur University of Houston telah melaporkan pemahaman baru tentang proses tersebut dan mengapa beberapa cairan mandek di saluran-saluran kecil ini, serta cara baru untuk merangsang aliran cairan dengan menggunakan sedikit peningkatan suhu atau tegangan untuk meningkatkan massa dan transportasi ion.


Karya itu, diterbitkan di Bahan Nano Diterapkan ACS, mengeksplorasi pergerakan cairan dengan tegangan permukaan yang lebih rendah, yang memungkinkan ikatan antar molekul terpecah ketika dipaksa masuk ke saluran sempit, menghentikan proses transportasi cairan, yang dikenal sebagai kapiler wicking. Penelitian ini juga ditampilkan di sampul jurnal.

Hadi Ghasemi, Cullen Associate Professor Teknik Mesin di UH dan penulis yang sesuai untuk makalah, mengatakan kekuatan kapiler ini mendorong aliran cairan dalam saluran kecil dan merupakan mekanisme penting untuk transportasi massal di alam dan teknologi – yaitu, dalam situasi mulai dari darah mengalir di otak manusia ke pergerakan air dan nutrisi dari tanah ke akar dan daun tanaman, serta dalam proses industri.

Tetapi perbedaan dalam tegangan permukaan beberapa cairan menyebabkan proses wicking – dan karena itu, pergerakan cairan – berhenti ketika saluran tersebut lebih kecil dari 10 nanometer, katanya. Para peneliti melaporkan bahwa adalah mungkin untuk mendorong aliran berkelanjutan dengan memanipulasi tegangan permukaan melalui rangsangan kecil, seperti menaikkan suhu atau menggunakan sejumlah kecil tegangan.

Ghasemi mengatakan menaikkan suhu sedikit saja dapat mengaktifkan gerakan dengan mengubah tegangan permukaan, yang mereka sebut "nanogate." Tergantung pada cairannya, menaikkan suhu antara 2 derajat Celcius dan 3 derajat C sudah cukup untuk memobilisasi fluida.

"Ketegangan permukaan dapat diubah melalui variabel yang berbeda," katanya. "Yang paling sederhana adalah suhu. Jika kamu mengubah suhu fluida, kamu dapat mengaktifkan aliran fluida ini lagi." Proses ini dapat disesuaikan untuk memindahkan cairan, atau hanya ion spesifik di dalamnya, menawarkan janji untuk pekerjaan yang lebih canggih di skala nano.

"Nanogate tegangan permukaan menjanjikan platform untuk mengatur fungsionalitas skala nano dari berbagai spektrum sistem, dan aplikasi dapat diramalkan dalam pemberian obat, konversi energi, pembangkit listrik, desalinasi air laut, dan pemisahan ion," tulis para peneliti.


Selain Ghasemi dan penulis pertama Masoumeh Nazari, peneliti yang terlibat dengan proyek ini termasuk Sina Nazifi, Zixu Huang, Tian Tong dan Jiming Bao, semua dengan University of Houston, dan Kausik Das dan Habilou Ouro-Koura, keduanya dengan University of Maryland Pesisir Timur.

Pendanaan untuk proyek tersebut berasal dari Kantor Riset Ilmiah Angkatan Udara, Yayasan Sains Nasional, dan Departemen Pendidikan A.S.

Referensi:

Material disediakan oleh Universitas Houston. Asli ditulis oleh Jeannie Kever. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.