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发现将允许在纳米级进行更复杂的工作

信息来源:星火计划 发布时间:【2020-08-15 】 点击次数:
流体通过小毛细血管和通道的运动对于从血液流经大脑到发电和电子冷却系统的过程至关重要,但是当通道小于10纳米时,这种运动通常会停止。
由休斯敦大学工程师领导的研究人员报告了一种通过稍微增加温度或电压来刺激纳米级流体流动的新方法。图片来源:ACS Applied Nano Materials
由休斯敦大学工程师领导的研究人员报告了对该过程的新认识,以及为什么某些流体在这些微小通道中停滞,以及通过使用温度或电压的小幅升高来促进质量和流量来刺激流体流动的新方法。离子传输。
 
这项发表在ACS Applied Nano Materials上的工作探索了具有较低表面张力的流体运动,这种运动使分子之间的键在被迫进入狭窄通道时会破裂,从而阻止了流体输送过程,即毛细管芯吸。该研究还刊登在该期刊的封面上。
 
UH卡伦大学机械工程副教授兼论文作者哈迪·加塞米(Hadi Ghasemi)说,这种毛细作用力推动液体在小通道中流动,并且是自然界和技术界(即在从血流不等的情况下)传质的关键机制。在人类大脑中,水分和养分从土壤到植物的根和叶,以及工业过程中的运动。
 
但是,当这些通道的直径小于10纳米时,某些流体的表面张力差异会导致芯吸过程以及流体的运动停止。研究人员报告说,可以通过少量刺激(例如升高温度或使用少量电压)来控制表面张力,从而促使持续流动。
 
加塞米说,略微提高温度可以通过改变表面张力来激活运动,他们称这种表面张力为“纳米酸盐”。根据液体的不同,将温度升高到2摄氏度至3摄氏度之间足以使流体流动。
 
他说:“表面张力可以通过不同的变量来改变。” “最简单的一种是温度。如果更改流体的温度,则可以再次激活该流体流。” 可以对该过程进行微调以移动流体或其中的特定离子,从而有望在纳米级进行更复杂的工作。
 
研究人员写道:“ 表面张力纳米门有望提供平台来支配各种系统的纳米级功能,并且可以预见其在药物输送,能量转换,发电,海水淡化和离子分离方面的应用。”
 

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