在纳米孔中测量液体流量,使用全息显微镜
Siyang Yu1, Jeremy Orosco1, James Friend1
1Medically Advanced Devices Laboratory, Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of California, San Diego, La Jolla, California 92093-0411, United States.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|February 26, 2025
概括
研究人员开发了一种新的显微镜方法来测量纳米流体中的流体流量. 这项技术揭示了蒸发驱动的流量在纳米中是15倍慢的,并量化了表面声波驱动的流量.
科学领域:
- 纳米流体的使用方法
- 显微镜的使用方法
- 流体动力学 流体动力学
背景情况:
- 在纳米尺度上观察和测量流体运动对于开发芯片上的生物医学和化学应用至关重要.
- 现有的方法在限制的纳米流体环境中准确捕捉流动动力学方面面临挑战.
研究的目的:
- 引入一种新的高速数字全息显微镜技术,用于测量纳米流体中缓慢和快速的流体流动.
- 描述纳米裂通道内的蒸发驱动和表面声波驱动的流动.
主要方法:
- 使用高速数字全息显微镜可视化和量化流体运动.
- 测量是在25nm和7nm高度的纳米裂通道中进行的.
- 开发并应用了一种减少噪音的过程,包括空间平均化.
主要成果:
- 由于几何限制,在7nm和25nm纳米裂中的蒸发驱动的流量被发现比在开放的大气条件下慢大约15倍.
- 表面声波驱动的流量在25nm通道中以0.12m/s的速度测量,这是39.7MHz声波流体相互作用的结果.
- 随着时间的推移,空间平均化在识别纳米裂通道内的流体流和潮湿现象方面被证明是有效的.
结论:
- 开发的高速数字全息显微镜方法能够精确测量纳米流体学中的流体动力学.
- 纳米裂封闭显著影响蒸发驱动的流量.
- 声波-流体相互作用可以在纳米流体设备内驱动可测量的流量.
