Ang Misteryo ng Physics Sa Likod ng Formation na “Coffee Ring” Naihayag

Ang isang pangkat sa pananaliksik sa internasyonal na pinamunuan ng Monash University ay sa kauna-unahang pagkakataon ay natuklasan ang misteryo sa likod ng pagbuo ng ‘mga singsing ng kape’ sa pamamagitan ng pagsusuri sa anggulo ng contact ng mga droplet sa isang ibabaw at kung paano sila natuyo.

Ang pakikipagtulungan sa pagsasaliksik na kinasasangkutan ng Monash University at Cambridge University ay nakabuo ng isang modelo ng matematika na maaaring mahulaan kung ang isang singsing ng kape ay maaaring sundin sa mga hard spherical particle system.

Si Propesor Gil Garnier, Direktor ng BioPRIA (Australian Bioresource Processing Research Institute) sa Kagawaran ng Chemical Engineering sa Monash University, ay pinangunahan ang isang pangkat sa internasyonal upang tuklasin kung paano nabuo ang mga evaporating droplet – isang hindi pangkaraniwang bagay na nagpalito sa mga pisiko sa loob ng maraming taon.

Propesor Garnier, BioPRIA na si Dr. Sinabi niya na ang pagtuklas na ito, nilikha ni Michael Hertaeg, ay maaaring magbukas ng mga pintuan sa larangan ng mga pagsusuri sa dugo, lalo na para sa pagtuklas ng mga paggamot para sa anemia at iba pang mga sakit sa dugo.

Physical Ring ng Kape

Ang isang bagong pag-aaral ay natuklasan ang misteryo sa likod ng ‘mga singsing ng kape’ at kung paano ito maisasagawa ang pagsasaliksik sa diagnosis ng dugo. Kredito: Monash University

Ang pagbuo ng pattern ay isang pangkaraniwang pangyayari sa pagpapatayo ng mga colloidal na likido tulad ng gatas, kape, pintura, aerosol, at dugo.

Ang pinaka-karaniwan sa mga droplet ay isang pamamahagi ng singsing kung saan ang mga likido na maliit na butil ay inililipat sa gilid, na tinatawag na singsing ng kape, sa kanilang pagkatuyo. Ang deposito na ito ay hindi kanais-nais sa maraming proseso ng produksyon at pangunahing interes sa mga propesyonal sa propesyon sa konstruksyon, medikal at engineering.

Napagpasyahan nila na ang mga anggulo ng contact kung saan ang isang patak ay inilalagay sa isang basang ibabaw na tumutukoy sa pagkalat ng mga anggulo ng kape. Kapag ang droplet ay inilagay sa isang mataas na anggulo ng contact, walang mga singsing ng kape.

“Natukoy ng aming pagsasaliksik ang anggulo ng pakikipag-ugnay na nilikha ng suspensyon ng mga droplet sa ibabaw at ang solidong nilalaman nito bilang dalawang mahalagang variable ng pamamahala ng pagbuo ng singsing na kape,” sabi ni Propesor Garnier.

“Bagaman ang matagumpay na pagmomodelo ay ginanap dati, ipinapakita namin dito sa kauna-unahang pagkakataon na mayroong isang kritikal na paunang colloid dami ng maliit na bahagi para sa bawat anggulo ng pakikipag-ugnay kung saan hindi bubuo ang katulad na singsing na pattern.

“Mahalaga, mas mababa ang anggulo ng contact, mas malaki ang posibilidad na makahanap ng mga ring profile.”

Kapag ang isang patak ay inilalagay sa isang ibabaw, mabilis itong umabot sa isang nakikitang posisyon ng balanse para sa maliliit na mga patak na maaaring tukuyin lamang ng anggulo ng contact at radius.

Ang presyon ng singaw ng likido, ang geometry ng ibabaw ng droplet, at ang bilis at bahagyang presyon ng nakapalibot na himpapawid, nakasalalay sa maraming mga kadahilanan, kabilang ang rate ng pagsingaw sa ibabaw ng patak at ang pagbabago ng mass fluidity.

Ang mga eksperimento sa pagpapatayo ay isinagawa sa pamamagitan ng paglalagay ng isang 6 dropL na patak ng solusyon sa isang substrate na may isang Eppendorf pipette. Ang droplet ay pinapayagan na matuyo sa isang kahalumigmigan at temperatura na kinokontrol ng silid na pinananatili sa 23 ° C at 50 porsyento na kamag-anak halumigmig.

Sinabi ni Dr. “Ipinakita namin na ang pagkakaroon o kawalan ng singsing ng kape ay mahuhulaan lamang ng paunang dami ng dami ng mga maliit na butil sa isang suspensyon at ang anggulo ng pakikipag-ugnay na nilikha ng suspensyon sa ibabaw ng interes,” sinabi ni Garnier.

“Gamit ang paghahanap na ito, nakapag-compute kami ng isang modelo upang mahulaan ang pagbuo ng singsing ng kape sa mga tuntunin ng pakikipag-ugnay gamit ang isang serye ng mga likidong droplet.

“Ang pamamaraan sa pagmomodelo na ito at ang mga nagresultang pananaw ay bago at makapangyarihang tool para sa pag-optimize ng mga pamamaraan sa pagmamanupaktura at diagnostic.”

Sanggunian: Michael J. Hertaeg, Clare Rees-Zimmerman, Rico F. Tabor, Alexander F. Routh at Gil Garnier, Pebrero 1, 2021, “Pagtataya ng pagbuo ng singsing ng kape pagkatapos matuyo sa mga droplet ng mga suspensyon ng maliit na butil” Journal ng Colloid at Interface Science.
DOI: 10.1016 / j.jcis.2021.01.092

Ang gawaing ito ay pinondohan ng Haemokinesis ng Australian Research Council at isang Pamahalaang Programang Pagsasanay sa Pananaliksik sa Australia.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang lumalaking problema ng “malalim na heograpiya”

Ang maaaring mukhang isang imahe ng Tacoma ay talagang isang simulate na nilikha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga biswal na imahe ng Beijing...

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.