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结构与动力学

结构与动力学

Metal 抽水机s liquid uphill

05 Jun 2009
重力防御

美国的研究人员发现了一种修饰金属表面的方法,以便它们“pump”上坡的液体。该方法涉及将表面暴露于强激光脉冲中,将来可用于分析流体“on-chip”或用于生物传感。

本周早些时候, physicsworld.com 报告研究 郭春雷 和纽约罗彻斯特大学的Anatoliy Vorobyev,他们声称激光脉冲可以“blacken” a lightbulb’钨丝,从而提高其效率 朝着100%。现在,Guo和Vorobyev使用了类似的技术来影响表面“wettability”铂金板。

“经过处理的金属表面以一种无重力的方式使液体以前所未有的1 cm / s的速度垂直向上冲刺,” they write.

坑,小球和凹槽

研究人员使用了水平偏振激光器,该激光器发送的光脉冲为65飞秒(65 x 10-15 s)在金属表面上的波长为800 nm。他们水平和垂直扫描激光,直到对直径为24毫米的圆形区域进行了处理。扫描电子显微镜的图像显示出最终的结构,即细小凹坑和小球叠加在较大的周期性凹槽上。

Guo和Vorobyev用摄像机检查了表面,发现当表面水平,垂直或倾斜45度时,这些凹槽会吸收甲醇°。研究人员认为,这种现象是由于所谓的“Marangoni effect”,其中流体流动是由表面张力的梯度产生的。凹槽之间的距离仅为100µm表示甲醇中的分子比与周围的甲醇分子相比更容易被金属吸引,因此趋向于向前爬行。

水平方向以1.6 cm / s的速度产生最快的速度,而垂直方向以1 cm / s的速度产生最快的速度。“据我们所知,这是人们在金属表面观察到的最高液体运动速度,”他们报告即将出版的 应用物理快报.

可以像‘microprocessor’

研究人员说,处理过的金属的应用可能包括微流体,其中可以在亚毫米级别上操纵流体。它们还强调了潜在的医学应用,因为血液可以精确地沿定义的路径引导至用于疾病诊断的传感器。

“想象一下,一个巨大的水路系统缩小到一个很小的芯片上,就像印刷在微处理器上的电子电路一样,这样我们就可以用很少的液体来进行化学或生物工作,”郭在新闻发布会上说。

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