أضواء على الأبحاث

قطرات صغيرة تزحف ذاتيًا

  • Published online:

يمكن لقطرات صغيرة من سائل، موضوعة في قنوات ذات جدران مرنة، أن تسيل من تلقاء نفسها عبر القنوات الدقيقة، دون أي مساعدة من قوى خارجية.

في أجهزة «الموائع الدقيقة»، تتدفق أحجام دقيقة من سائل عبر قنوات مجهرية، وهو ما يسمح للباحثين بتحليل عينات، يُقَدَّر حجمها بميكرولتر، أو أقل من ذلك، لكنْ قد يزيد التأثير السائد لقوى السطح من صعوبة التحكم في حركة الموائع في هذه الأجهزة.

قام دومينيك فيلا وزملاؤه - من جامعة أكسفورد بالمملكة المتحدة – بتثبيت غطاءين زجاجيين متوازيين في أحد طرفي جهاز موائع دقيقة، تاركين الطرف الآخر مفتوحًا. وعندما وُضِعَت قطرة ماء في هذه القناة، انتفخت الجدران الزجاجية للخارج، مما كَوَّنَ فَرْقًا في الضغط؛ دفع بدوره القطرة الصغيرة تدريجيًّا عبر القناة.

في  التصميمات السابقة لأجهزة الموائع الدقيقة، التي تَستخدِم شكلًا مشابهًا من الدفع الذاتي، تنتقل قطرة صغيرة من سائل زيتي عبر قناة في الاتجاه المعاكس لقطرة سائل قابل للذوبان في الماء، لكن في التصميم الحالي، يضمن انحناء الجدران أن تتحرك كلّ من المواد الزيتية، والمائية في الاتجاه نفسه، وهو ما قد يزيد من الاستخدامات العملية لهذه التكنولوجيا.

يمكن استخدام آلية الحركة الجديدة هذه - التي أسماها الباحثون «بيندوتاكسيس» bendotaxis - لإنشاء سطوح ذاتية التنظيف، وأنابيب تصرف محتواها تلقائيًّا.

(Phys. Rev. Lett. 122, 074503 (2019