328
Нові методи діагностики
Останнім часом ми почуємо більше і більше про мікроскопічні діагностичні пристрої, що використовуються в медицині і в галузі охорони навколишнього середовища, здатні виконувати тести, використовуючи дуже невелику кількість природних рідин. Однак, працюючи з такою невеликою кількістю тестової речовини позбавляє деяких проблем для дослідника, зокрема - труднощів з правильним змішуванням мікроскопічних обсягів різних рідин і управління індивідуальними крапельками, які використовуються для аналізу. Команда вчених в Університеті Вашингтона виявила рішення для цих проблем шляхом вивчення листя лотоса.
Як виявилося, листя лотоса має унікальну мікроструктуру. Його поверхня складається з мікроскопічних пучків, які змочуються невеликими волоссями. Коли крапелька рідини потрапляє на поверхню листка, її вага підтримується волоссям, при цьому повітряна кишеня залишається під краплином. При цьому краплі не позбавлені рухливості і в результаті навіть ледь помітні штовхання або нахилу поверхні згортають лист. В останні роки цей ефект використовується в декількох технологіях – самоочищення пластикових, сонячних панелей і навіть пилових щитів для космічних апаратів.
Дослідники грубо реплікували цю структуру за допомогою нанотехнологій, створюючи силіконову поверхню, що складається з крихітних барів, які відрізняються висотою і перерізом. Так само, як і в натуральному прототипі, краплі, розміщені на штучній поверхні, беруть на майже ідеальну сферичну форму.
Потім за допомогою акустичних акустичних динаміків або іншого приладу поверхню виготовляються для вібрації дрібно з частотою 50 до 80 коливань на секунду. Як показали експерименти, така вібрація викликає краплі для переміщення по траєкторії, визначених параметрами силіконових стовпчиків поверхні. Дослідники змогли зробити краплі, рухаючись по найбільш складних маршрутах – вгору, вниз, по колу – і навіть перевернулися вниз. Крім того, ви можете зробити два краплі об'єднатися і перемістити в цілому. Зміна частоти коливань дозволяє дослідникам контролювати швидкість руху крапель і виділити краплі певних розмірів або ваги з загальної маси.
Випробування прототипів вимагає порівняно потужного джерела коливань для отримання очікуваного ефекту. Тим не менш, негайні плани дослідницької команди є створення більш тонкої поверхні з антеною в сотні разів менше, ніж зараз, які вдало приводять краплі в рух за допомогою динаміка найбільш звичайного смартфона.
Все, що вам потрібно, є джерелом вібрації, і виробництво спеціальної поверхні абсолютно не проблема. Це можна зробити буквально з шматка пластика, говорить керівник дослідницької команди Carl Boehringer. Я думаю, що пристрій для вивчення зразків слини, зразків крові, або будь-який водний розчин буде закінчуватися вартістю менше, ніж долар. Припустимо, що це буде підключитися до звичайного мобільного телефону і отримувати живлення від акумулятора телефону. Особливий мобільний додаток генерує бажаний тип звукових коливань. І ми можемо розпочати навчання зразків!
На фото, знятих під час експериментів, сині і червоні краплі рідини можуть спостерігатися переміщення уздовж верхніх і нижніх поверхонь пошукової платформи на швидкості близько одного дюйма (2,54 см) за секунду і зливу при зустрічі в центрі.
Джерело: /users/104
Як виявилося, листя лотоса має унікальну мікроструктуру. Його поверхня складається з мікроскопічних пучків, які змочуються невеликими волоссями. Коли крапелька рідини потрапляє на поверхню листка, її вага підтримується волоссям, при цьому повітряна кишеня залишається під краплином. При цьому краплі не позбавлені рухливості і в результаті навіть ледь помітні штовхання або нахилу поверхні згортають лист. В останні роки цей ефект використовується в декількох технологіях – самоочищення пластикових, сонячних панелей і навіть пилових щитів для космічних апаратів.
Дослідники грубо реплікували цю структуру за допомогою нанотехнологій, створюючи силіконову поверхню, що складається з крихітних барів, які відрізняються висотою і перерізом. Так само, як і в натуральному прототипі, краплі, розміщені на штучній поверхні, беруть на майже ідеальну сферичну форму.
Потім за допомогою акустичних акустичних динаміків або іншого приладу поверхню виготовляються для вібрації дрібно з частотою 50 до 80 коливань на секунду. Як показали експерименти, така вібрація викликає краплі для переміщення по траєкторії, визначених параметрами силіконових стовпчиків поверхні. Дослідники змогли зробити краплі, рухаючись по найбільш складних маршрутах – вгору, вниз, по колу – і навіть перевернулися вниз. Крім того, ви можете зробити два краплі об'єднатися і перемістити в цілому. Зміна частоти коливань дозволяє дослідникам контролювати швидкість руху крапель і виділити краплі певних розмірів або ваги з загальної маси.
Випробування прототипів вимагає порівняно потужного джерела коливань для отримання очікуваного ефекту. Тим не менш, негайні плани дослідницької команди є створення більш тонкої поверхні з антеною в сотні разів менше, ніж зараз, які вдало приводять краплі в рух за допомогою динаміка найбільш звичайного смартфона.
Все, що вам потрібно, є джерелом вібрації, і виробництво спеціальної поверхні абсолютно не проблема. Це можна зробити буквально з шматка пластика, говорить керівник дослідницької команди Carl Boehringer. Я думаю, що пристрій для вивчення зразків слини, зразків крові, або будь-який водний розчин буде закінчуватися вартістю менше, ніж долар. Припустимо, що це буде підключитися до звичайного мобільного телефону і отримувати живлення від акумулятора телефону. Особливий мобільний додаток генерує бажаний тип звукових коливань. І ми можемо розпочати навчання зразків!
На фото, знятих під час експериментів, сині і червоні краплі рідини можуть спостерігатися переміщення уздовж верхніх і нижніх поверхонь пошукової платформи на швидкості близько одного дюйма (2,54 см) за секунду і зливу при зустрічі в центрі.
Джерело: /users/104
