เลือดอาจข้นกว่าน้ำ แต่ในหลอดที่แคบพอ ของเหลวทั้งสองจะไหลเหมือนน้ำลึก พฤติกรรมที่เฉื่อยชานี้เกิดขึ้นเพราะเมื่อคุณลดขนาดของช่องสัญญาณ แรงเสียดทานระหว่างของเหลวกับผนังช่องจะเข้ามาครอบงำไดนามิกของการไหล นักวิจัยได้ลองใช้พื้นผิวทางวิศวกรรมหลายวิธีเพื่อลดผลกระทบนี้ แต่ตอนนี้ทีมจากฝรั่งเศส สวิตเซอร์แลนด์ และไอร์แลนด์ได้ก้าวไปอีกขั้นด้วยการกำจัดผนังช่องทึบ
โดยสิ้นเชิง นักวิจัยจำกัดของเหลวไว้ในท่อที่ประกอบด้วยของเหลว
Nature และคณะ ได้บรรยายถึงวิธีการสร้างผนังของท่อร้อยสายโดยใช้ ferrofluid ซึ่งเป็นสารแขวนลอยคอลลอยด์ของอนุภาคนาโนแม่เหล็กในน้ำมัน นักวิจัยสรุปรูปร่างของช่องที่ต้องการโดยใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียมรูปแท่งยาวที่จัดอยู่ในกรอบการพิมพ์ 3 มิติ ด้วยแม่เหล็กสี่ตัวที่จัดเรียงโดยมีขั้วสลับกันรอบๆ ช่อง พวกมันจึงสร้างสนามแม่เหล็กสี่ขั้วซึ่งความแรงตกลงไปที่ศูนย์ที่ศูนย์ นี่หมายความว่าเฟอร์โรฟลูอิดติดอยู่ที่ขอบด้านในของโครงร่าง ในขณะที่น้ำที่ไหลผ่านนั้นถูกกักขังอยู่ในกระแสน้ำแคบๆ ที่ศูนย์กลางของท่อร้อยสาย
โดยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเฟอร์โรฟลูอิดและระยะห่างระหว่างแม่เหล็ก นักวิจัยได้สร้าง “แอนตีทิวบ์” ของน้ำประมาณ 14 ไมโครเมตร พวกเขาคำนวณว่าการใช้พารามิเตอร์ร่วมกันอย่างเหมาะสมอาจทำให้แอนตี้ทิวบ์มีขนาดบางกว่า 1 ไมโครเมตร แม้ว่าจะเกินขีดจำกัดการตรวจจับของอุปกรณ์ของทีมก็ตาม
กลีเซอรอลไหลได้อย่างอิสระผ่านช่องผนังของเหลว (ขวา) ในขณะที่ท่อแข็งที่มีความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันจะอุดตันเกือบหมด ความง่ายที่ของไหลไหลผ่านพื้นผิวนั้นอธิบายโดยความยาวสลิป ในของเหลวที่ทำปฏิกิริยากับผนังช่อง การไหลจะเร็วที่สุดที่จุดศูนย์กลางและลดลงตามแนวโน้มแบบพาราโบลาโดยประมาณที่มีต่อส่วนต่อประสานระหว่างของแข็งกับของเหลว ความยาวสลิปกำหนดระยะทางที่เกินส่วนต่อประสานนี้ซึ่งความเร็วการไหลจะลดลงเป็นศูนย์ ของเหลวที่ถูกยึดไว้กับที่ที่ขอบของช่องจะมีความยาวสลิปเป็นศูนย์ ในขณะที่ความยาวสลิปที่ยาวกว่าบ่งชี้ว่าของไหลมีอิสระมากกว่า
อย่างน้อยก็คือกรณีที่ด้านข้างของช่อง
เป็นของแข็งและไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้ ในการทดลองที่รายงานโดย Dunne และ Adachi ของเหลวแม่เหล็กที่ประกอบเป็นผนังท่อร้อยสายเคลื่อนที่ด้วย ไหลไปตามน้ำที่อยู่ใกล้ศูนย์กลางของช่อง และหมุนเวียนกลับไปที่จุดเริ่มต้นตามขอบด้านนอกถัดจากแม่เหล็ก ส่งผลให้ความยาวสลิปมีประสิทธิภาพยาวนานกว่าที่สามารถทำได้หากผนังท่อร้อยสายคงที่
Thomas Hermans ผู้ร่วมวิจัย ของ University of Strasbourg กล่าวว่า “สิ่งที่น่าทึ่งคือเราได้ความยาวสลิปเป็นมิลลิเมตร ในขณะที่ปกติแล้วจะวัดเป็นนาโนเมตรหรือไมโครเมตร
การควบคุมด้วยแม่เหล็กในขณะที่ท่อร้อยสายของไหลแรงเสียดทานต่ำมากนี้ทำได้ด้วยการจัดเรียงแม่เหล็กแบบคงที่ นักวิจัยพบว่าพวกเขาสามารถจัดการการไหลโดยการเปลี่ยนแปลงการกำหนดค่าสนามแม่เหล็ก การนำแม่เหล็กภายนอกมาใกล้กับท่อร้อยสาย เช่น ตัดท่อต้านของน้ำ หยุดไหลและทำหน้าที่เป็นวาล์วแม่เหล็ก เมื่อแม่เหล็กภายนอกถูกถอดออก แอนตี้ทิวบ์จะซ่อมแซมตัวเองและการไหลของน้ำจะกลับมาทำงานต่อ
ทีมงานใช้เอฟเฟกต์ที่คล้ายกันเพื่อสร้างปั๊ม “แม่เหล็ก” ซึ่งเรียกว่า Qpump ในอุปกรณ์นี้ วงแหวนแม่เหล็กที่มีจุดศูนย์กลางจะกำหนดท่อร้อยสายแบบวงกลม ยกเว้นว่าท่อต้านน้ำจะถูกรบกวนเป็นระยะโดยการพลิกกลับของขั้วแม่เหล็กตามความยาวของวงแหวนด้านใน เมื่อวงแหวนด้านในหมุน สิ่งกีดขวางที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นเหล่านี้จะเคลื่อนไปตามเส้นรอบวงของช่อง ขับน้ำออกไป
ปั๊มที่ปราศจากความเสียหาย
พลาสมาที่อุดมด้วยเกล็ดเลือดจะโปร่งใสหลังจากปั๊มด้วย Qpump แต่จะเป็นสีแดงหลังจากการสูบฉีด เมื่อพวกเขาทดสอบ Qpump ด้วยเลือดแทนน้ำในช่องกลาง Dunne และเพื่อนร่วมงานพบว่าเป็นวิธีที่อ่อนโยนกว่ามากในการขับเคลื่อนการไหลของของเหลวมากกว่าปั๊ม peristaltic ทั่วไป ปั๊มรีดท่อทำงานโดยการบีบผนังของท่อร้อยสาย แต่สิ่งนี้จะทำให้เกิดแรงเฉือนที่สามารถทำลายเซลล์เม็ดเลือดได้ Qpump หลีกเลี่ยงแรงดังกล่าว ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ขับเคลื่อนเครื่องหัวใจและปอดได้ เช่น โดยไม่ทำลายเลือดในกระบวนการ ประการแรก ทางทีมงานตั้งใจที่จะพิสูจน์หลักการโดยนำหลักการไปประยุกต์ใช้ภายนอกคลินิก
“บริษัทสตาร์ทอัพของเราQfluidicsเพิ่งเข้าสู่โครงการเร่งความเร็วทั่วโลกของเมอร์คซึ่งเราจะมาดูกันว่า Qfluidics สามารถใช้สูบฉีดสารชีวภาพที่ละเอียดอ่อนอื่น ๆ นอกเหนือจากเลือดได้หรือไม่” เฮอร์แมนส์กล่าว “กฎระเบียบสำหรับการใช้งานดังกล่าวลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับการใช้งานทางการแพทย์ ดังนั้นนี่จะเป็นครั้งแรกที่เราจะดำเนินการจริง”
เมฆหยดที่ปล่อยออกมาในช่วง 1 นาทีของการพูดเสียงดังโดยบุคคลที่ติดเชื้อไวรัส SARS-CoV-2 อาจมีอนุภาคไวรัสมากกว่า 1,000 อนุภาค ตามการคำนวณใหม่ที่ทำโดยนักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอเมริกา งานนี้ควบคู่ไปกับข้อสังเกตว่าเมฆละอองที่เกิดจากคำพูดเหล่านี้ยังคงอยู่ในพื้นที่จำกัดเป็นเวลา 8-14 นาที สนับสนุนความสงสัยว่าอาจแพร่เชื้อ COVID-19 เมื่อผู้ติดเชื้อพูด “การแสดงภาพโดยตรงนี้แสดงให้เห็นว่าคำพูดปกติสร้างละอองลอยในอากาศได้อย่างไร ยังคงถูกระงับไว้เป็นเวลาหลายสิบนาทีหรือนานกว่านั้น และสามารถแพร่โรคได้อย่างเด่นชัดในพื้นที่จำกัด” เขียนทีมงานลงในกระดาษใน รายงานสรุปของ PNAS ที่บรรยายถึงงาน
การแพร่กระจายของอนุภาคไวรัส (virions) ในละอองที่เกิดจากไอและจามเป็นเส้นทางที่รู้จักในการแพร่เชื้อไวรัสทางเดินหายใจ อย่างไรก็ตาม บทบาทของหยดของเหลวที่ปล่อยออกมาขณะพูดนั้นไม่ค่อยมีใครรู้จัก จากการระบาดของ COVID-19 ในปัจจุบัน เส้นทางการส่งสัญญาณด้วยการพูดนี้ดึงดูดความสนใจเป็นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายจากพาหะที่ไม่แสดงอาการ
ทีมฟิสิกส์ชีวเคมีของ Philip AnfinrudและAdriaan Baxที่ National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK) (ส่วนหนึ่งของ National Institutes of Health) ในเมือง Bethesda รัฐแมริแลนด์ เพิ่งสร้างภาพหยดละอองที่ผลิตขึ้นเมื่อมีคนพูดด้วยความละเอียดสูง พวกเขาอธิบายงานนี้ในวารสารการแพทย์นิวอิงแลนด์
Credit : hyperkinky.net imichaelkorsfactorys.com iskandarpropertytube.com italianpoetryreview.net jackpinebobcary.net
