新懸浮技術讓液滴在水面漂浮可清除海洋油污
據《新科學家》雜志報道,某些音樂的顫音,振動和轟鳴現象已經促使比利時的物理學家們研究出一種新型懸浮技術。目前,這種技術只能用于處理非常細小的液滴,但是,它卻為解決生物實驗中樣品污染和海洋漏油污染問題開啟了一道新的大門。
比利時列日大學的研究員著手再造水滴從揚聲器上濺出的方式,而該揚聲器隨著貝斯同時振動。他們使用油浴振動來代替揚聲器,因此釋放出來寬度達1毫米的高粘度油的液滴。氣墊在油浴過程中,油會以一定的頻率振動--約為110赫茲。此時,液滴能彈跳起來并在置于其上的氣墊上來回滾動。根據一個簡短的視頻片段顯示,懸浮的液滴能來回滾動并迅速彈跳起來。之所以會出現這種現象,是因為液滴在不停地將底下的空氣推開,如此,它就能順利地滴落下來。但是,當油浴正在以一定的頻率振動時,其表面會出現一層氣體共振層。這種氣體共振層很難被推開。液滴在油浴表面四處漂浮,但是根本不會沾到油浴表面。兩者之間的距離約為150毫微米到1.5厘米。
研究小組成員史蒂芬-多博洛說:“我們第一次在這種系統中觀察到自發的滾轉運動”。產生懸浮現象的最佳狀態就是油浴的粘度高于液滴。如此一來,當研究員將氣墊置于油面上方時,油面就不會出現由液滴彈跳引起的波紋。此外,該研究小組試驗將水滴置于油面之上,此舉達到了類似結果。比利時列日大學特里斯坦-基萊說:“這是一種傳送液滴的好辦法”。他指出,其他的液體,例如汗水,眼淚或可溶于水的化學試劑,也能達到同樣的效果。液滴中的化學現象 Gilet說:“甚至,我們可以將彈跳液滴與包含實驗室試劑的液滴相碰撞。舉例來說,包含酸或染料的實驗室試劑。你可以把其他液滴加到實驗用的液體中去。它們會一起進行彈跳運動直至凝聚在一起。在這種新的大彈跳液滴中,你們可以觀察到發生的化學反應。”平時,我們在處理微小樣本時,通常會使用刻有小凹槽的微流薄片。但是,薄片的清理工作就不那么容易了。同時,在實驗正式開始前,我們也很難保證樣本不會混合在一起。而這種彈跳液滴就提供了一種迂回解決該難題的方法。
來自英國諾丁漢大學的物理學家理查德-希爾在接受《新科學家》雜志采訪時談到:“將來,在處理大量微細液體時,這種技術就會發揮其作用。舉例來說,在生命科學實驗中,必須解決的一個問題就是避免出現液體沾污的問題。相應地,這種技術就能解決液體污染的問題。”然而,多博洛指出,這種彈跳懸浮技術還不是很理想。未來研究可能包括漂浮的多層液滴,水將油層包圍在中間。將來,這種懸浮技術能更好地運用到科學技術中。

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