Brug af et magnetfelt til at fjernstyre luft-vand-grænsefladen

En multidisciplinær undersøgelse udført af Microfluidics Cluster af UPV/EHU har observeret og karakteriseret et nyt system, der involverer brugen af ​​et eksternt magnetfelt til at manipulere luft-vand-grænsefladen. Undersøgelsen er en del af det europæiske multidisciplinære MAMI-projekt, hvor grupper og virksomheder fra seks lande deltager. Værket er blevet vist på forsiden af ​​tidsskriftet Langmuir .

Inspireret af naturlige materialer, der afviser vand, såsom lotusblade, har undersøgelsen og udviklingen af ​​interessante hydrofobe overflader vakt stor interesse inden for områder som den præcise manipulation af små mængder væsker. Når magnetiske egenskaber integreres i hydrofobe materialer, øges fjernbetjeningen af ​​materialet, mens vand afvises, hvilket giver nye perspektiver til mulige anvendelser. I dette arbejde udført af UPV/EHU's Microfluidics Cluster, "udviklede vi et nyt system, der gør det muligt at manipulere luft-vand-grænsefladen ved hjælp af et eksternt magnetfelt," sagde Fernando Benito-López, seniorforsker i UPV/EHU's Microfluidics Cluster.

For at gøre dette "udviklede vi et lag af hydrofobe magnetiske nanopartikler, der er i stand til at flyde på vand-luft-grænsefladen og danne en stabil vand-fast-luft-grænseflade. Vi så, at dette lag let bøjes nedad under et eksternt magnetfelt. Dette muliggjorde lag for at skabe en tornado-lignende struktur med en omvendt konisk form, som vi har døbt 'Magneto Twister'," forklarede Fernando Benito-López. "Denne tornadoformede struktur opfører sig som et blødt, elastisk materiale, der bliver deformeret eller forsvinder, når magnetfeltet påføres."

Dette er et stykke grundforskning, hvor denne struktur kan anvendes til tre store applikationer i virkelige scenarier. Benito-López siger:"Først og fremmest brugte vi Magneto Twister til at manipulere vanddråber i et vandigt medium, uden at de blandede sig med hinanden. Vi placerede vanddråberne oven på den magnetiske kegle for at flytte dem inde i det vandige medium og transportere dem. dem, hvor end vi ville. Når vanddråberne var på det ønskede sted, var vi i stand til at fjerne magnetfeltet for at udføre reaktionen i en kontrolleret del af det samlede vandvolumen."

"Twister'en blev brugt til at adskille væsker inde i en kanal med en åben overflade, hvilket giver os mulighed for at have uafhængige reservoirer inde i en væskekanal og opbevare reagenser, der kun vil blive blandet, når det eksterne magnetfelt fjernes, så en kemisk eller biologisk reaktion kan finde sted," forklarede Fernando Benito. "Det ville være noget, der ligner en ventil, der åbner og lukker for at kontrollere bevægelsen af ​​væsker i disse kanaler og kanaler på en kontrolleret måde i mikroskalaen."

"Den magnetiske twister blev brugt til at indsamle og fjerne mikroplastik, der flyder på overfladen af ​​vandet, blot ved at flytte Twisteren mod mikroplasten for at fange dem," sagde Benito-López. + Udforsk yderligere

Bevægelse af små vanddråber styret ved hjælp af en magnet