ReadyPlanet.com


อินเทอร์เฟซของแก๊สและของเหลวระดับนาโนที่ควบคุมได้ถูกสร้างขึ้น


 jokergame สล็อตออนไลน์เมื่อของเหลวมาพบกับแก๊ส จะเกิดโซนพิเศษขึ้น แปรผันโดยธรรมชาติ โมเลกุลสามารถข้ามจากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่ง รวมกันในลักษณะเฉพาะไปยังจุดสิ้นสุดที่ต้องการหรือไม่ต้องการ ตั้งแต่ความร้อนที่หลบหนีกาแฟในแก้วไปจนถึงการเพิ่มความเข้มข้นของโมเลกุลในสารละลายเคมี การเชื่อมต่อระหว่างแก๊สกับของเหลวมีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติและวิศวกรรม แต่การขาดเครื่องมือที่สามารถควบคุมส่วนต่อประสานระหว่างแก๊สและของเหลวได้อย่างแม่นยำนั้นจำกัดการใช้งาน จนถึงขณะนี้

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยจังหวัดโอซากะได้พัฒนาส่วนต่อประสานระหว่างแก๊สและของเหลวที่ควบคุมได้ที่ระดับนาโน พวกเขาตีพิมพ์การออกแบบและผลการทดลองของพวกเขาเมื่อวันที่ 14 เดือนตุลาคมในนาโนจดหมาย

Yan Xu รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีของ Graduate School of Engineering จาก Osaka Prefecture University กล่าวว่า "ไม่ว่าจะได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมหรือเกิดขึ้นในธรรมชาติ ส่วนต่อประสานระหว่างแก๊สและของเหลวมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางเคมีและชีวภาพจำนวนมาก "อินเทอร์เฟซของแก๊สและของเหลวระดับนาโนได้รับการสุ่มสร้างขึ้นในท่อนาโนคาร์บอนและเมมเบรนที่มีรูพรุน แต่การสร้างเวอร์ชันระดับนาโนที่ควบคุมได้ยังคงมีความท้าทายเนื่องจากช่องนาโนฟลูอิดิกมีขนาดเล็กเกินไปที่จะใช้วิธีทั่วไปในการควบคุมพื้นผิว"

อุปกรณ์ของไหลช่วยให้นักวิจัยจับโมเลกุลเป้าหมายและตรวจสอบคุณสมบัติเฉพาะ รวมถึงการโต้ตอบของแรงผ่านช่องสัญญาณระดับนาโนที่ออกแบบด้วยรูปทรงเรขาคณิตที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำ Xu กล่าว

ในอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกซึ่งมีช่องขนาดใหญ่กว่าอุปกรณ์นาโนฟลูอิดิกประมาณ 1,000 เท่า พื้นผิวของช่องสามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อดึงดูดหรือคัดแยกโมเลกุลเฉพาะ

"การปรับเปลี่ยนพื้นผิวดังกล่าวมักใช้สำหรับช่องไมโครฟลูอิดิก แต่การบังคับใช้กับช่องนาโนฟลูอิดิกแทบไม่เคยได้รับการสำรวจ" Xu กล่าว

ในขณะที่อุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกสามารถทำจากวัสดุที่หลากหลาย อุปกรณ์นาโนฟลูอิดิกต้องการพื้นผิวที่เป็นแก้ว ตามข้อมูลของ Xu คุณสมบัติของแก้ว เช่น ความโปร่งใสทางแสง ความเสถียรทางความร้อน และความทนทานเชิงกล ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการใช้งานในหลากหลายสาขาและเป็นวัสดุในอุดมคติของนาโนฟลูอิดิกส์

ในขณะที่ชอบน้ำในธรรมชาติ แก้วสามารถทำเป็นไม่ชอบน้ำ ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้ในการดัดแปลงพื้นผิวเพื่อช่วยหยุดโมเลกุลในของเหลวตัวอย่างจากการเกาะติดกับโมเลกุลในแก้ว นักวิจัยยังได้ผลิตแก้วนาโนแชนเนลซึ่งมีความกว้างประมาณ 1/1,000 แผ่นกระดาษ โดยวางลวดลายนาโนทองคำที่ชอบน้ำไว้อย่างแม่นยำเพื่อดึงดูดโมเลกุลของเหลวที่ทางเข้าช่องนาโน รูปแบบนาโนทองคำถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าการรวม "นาโนอินนาโน" ซึ่งได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยและช่วยให้สามารถกำหนดรูปแบบที่แม่นยำของรูปแบบนาโนที่มีขนาดเล็กกว่ามากในช่องนาโนฟลูอิดิกขนาดเล็ก

ผลลัพธ์ที่ได้คืออุปกรณ์นาโนฟลูอิดิกที่ประดิษฐ์ขึ้นจะมีขนาดใหญ่กว่าตราไปรษณียากรเล็กน้อยและไม่หนากว่ามาก ช่องนาโนขนาดต่างๆ ซึ่งมองไม่เห็นด้วยตามนุษย์ นั่งอยู่ตรงกลาง คั่นกลางระหว่างระบบการแนะนำของเหลวที่มีรูปร่างเหมือนเกือกม้าสองตัว

เพื่อทดสอบการรักษาที่ไม่ชอบน้ำ นักวิจัยได้ผลักน้ำเข้าไปในช่องนาโนขนาดมิติเดียว (1D) ที่กว้างกว่า ในช่องทางที่ไม่ผ่านการบำบัด น้ำจะไหลผ่านเข้าไปในช่องนาโนสองมิติ (2D) ที่แคบกว่าโดยใช้แรงแบบเดียวกันที่ช่วยให้พืชกระจายน้ำจากรากไปยังใบของมันโดยไม่มีแรงกดดันจากภายนอก

"ในทางตรงกันข้าม เราสังเกตเห็นว่าการไหลของน้ำหยุดที่ทางเข้าของช่องนาโนฟลูอิดิก 2 มิติจนถึงความดันภายนอก 400kPa" Xu กล่าว นั่นคือแรงที่เทียบเท่ากับแรงดันน้ำเฉลี่ยจากก๊อกน้ำที่บ้าน นักวิจัยพบว่าน้ำจะทะลุช่องนาโนฟลูอิดิก

การทดสอบได้ตรวจสอบลักษณะทางวิศวกรรมที่ไม่ชอบน้ำของช่องสัญญาณ ดังนั้นนักวิจัยจึงเติมสารละลายเอทานอลในน้ำที่ความดันสูงในช่องดังกล่าว จากนั้นจึงใช้อากาศเพื่อขจัดของเหลวออกจากช่องด้านซ้าย ทำให้เกิดส่วนต่อประสานระหว่างแก๊สและของเหลว ภายใต้ความกดดันที่เป็นศูนย์ อินเทอร์เฟซจะเดินทางไปยังทางเข้าช่องนาโน 2D และหยุดอย่างสม่ำเสมอที่รูปแบบนาโนทองคำที่ชอบน้ำซึ่งคงอยู่นานกว่าหนึ่งชั่วโมง ภายใต้แรงกดดันจากภายนอก อินเทอร์เฟซสามารถเคลื่อนย้ายไปตามช่องนาโนฟลูอิดิก

นักวิจัยยังประสบความสำเร็จในการทดสอบความสามารถในการรวมโมเลกุลที่น่าสนใจในส่วนต่อประสานระดับนาโนด้วยความเสถียรของอินเทอร์เฟซของแก๊สและของเหลวระดับนาโน

นักวิจัยวางแผนที่จะพัฒนาอุปกรณ์วิเคราะห์และวินิจฉัยที่ใช้ชิปเป็นหลัก ซึ่งสามารถแยก รวบรวมสมาธิ และตรวจหาสารชีวภาพ เช่น ไวรัสหรือไบโอมาร์คเกอร์ จากตัวอย่างที่มีขนาดเล็กมาก

"ส่วนต่อประสานระหว่างก๊าซและของเหลวระดับนาโนที่สร้างขึ้นในช่องนาโนฟลูอิดิกที่มีลวดลายนาโนที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำนั้นมีความเป็นไปได้ที่จะเสริมสร้างโมเลกุลเป้าหมายได้อย่างแม่นยำในพื้นที่ระดับนาโนที่กำหนดไว้อย่างดีซึ่งจะส่งผลต่อกระบวนการและการใช้งานทางเคมีกายภาพและชีวภาพที่หลากหลายในอนาคต" Xu กล่าวว่า.

ผู้มีส่วนร่วมอื่น ๆ ได้แก่ Hiroto Kawagishi และ Shuichi Kawamata ภาควิชาวิศวกรรมเคมีและภาควิชาวิศวกรรมควอนตัมและวิศวกรรมรังสีตามลำดับใน Graduate School of Engineering ที่มหาวิทยาลัยจังหวัดโอซาก้า Xu ยังร่วมกับสำนักงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศญี่ปุ่นและสถาบันวิจัย NanoSquare ในศูนย์วิจัยแห่งศตวรรษที่ 21 องค์การเพื่อส่งเสริมการวิจัย มหาวิทยาลัยจังหวัดโอซาก้าjokergame สล็อตออนไลน์



Post by Rimuru Tempest :: Date 2021-11-05 16:25:13


Opinion
Opinion *
By  *
E-Mail 
Don't Display E-mail



Copyright © 2010 All Rights Reserved.