ピラミッド構造の繊維で超高速な自己駆動方向性液体輸送
Binbin Hu1,2, Zhongfeng Duan1,2, Bojie Xu1
1Key Laboratory of Bio-Inspired Smart Interfacial Science and Technology of Ministry of Education, School of Chemistry, Beijing Advanced Innovation Center for Biomedical Engineering, International Research Institute for Multidisciplinary Science, Beihang University, Beijing, 100191, People's Republic of China.
Journal of the American Chemical Society
|March 12, 2020
まとめ
新しいピラミッド構造の繊維は,凸した表面で,超高速の自己駆動方向性液体輸送 (SDLT) を可能にし,自然の例を50倍以上上回ります. この突破は 液体の動きを加速し 微流体学的応用が進んでいます
科学分野:
- 材料科学
- 流体力学
- ナノテクノロジー
背景:
- 自走方向液体輸送 (SDLT) は,環境利用のために自然に観察されています.
- 現存する人工SDLT材料は低流体輸送速度 (3-30μm/s) を示し,実用的な使用を制限しています.
研究 の 目的:
- SDLTを大幅に強化するための新しい材料を開発する.
- これらの新しい構造の液体輸送の背後にあるメカニズムの調査.
主な方法:
- ピラミッド構造の繊維の製造 (PCCF)
- 乾燥と湿ったPCCF表面での液体輸送速度の測定
- ラプラスの圧力差 (FL) と毛細血管効果の分析
主要な成果:
- 乾燥PCCFで最大28.79mm/sの超高速SDLTを達成し,天然のサラセニアトリコム (~520μm/s) よりも50倍以上速い.
- 湿ったPCCFでさらに速い輸送 (~47.34 mm/s) が観察されました.
- 石油の水中超高速SDLTの適用性が実証されている.
結論:
- PCCFは,加速SDLTのためにラプラスの圧力差と毛細血管上昇を利用します.
- 独特の凸状の前進する半月板は,従来の状の繊維とは異なります.
- この技術はマイクロ流体や液体操作システムに 新たな可能性を秘めています


