Нанофлюидика

теперь в нанотехнологии могут вписаться и гидродинамики :)
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★

Microfluidics and Nanofluidics - incl. option to publish open access

Microfluidics and Nanofluidics is an international peer reviewed journal exploring all aspects of microfluidics, nanofluidics, and lab-on-a-chip science and technology. The journal seeks to improve the fundamental understanding of ... // www.springer.com
 

http://books.google.ru/books?id=owNcBBzFs8YC&printsec=frontcover&img=1&zoom=1&edge=curl&imgtk=AFLRE72RlTIiSevAD6Pp9b3MJCwHB-NN09EAgDVHe3THaKY9r3Z1P0ANLYxezNjLZ5FfDUip_axkNB6Q9SMFWhdXu4xQO8JT55JcEC9lBU65UhNmEL8_sXF7wWmr7FJe1u-QjlMz3Nxi [can't get icon's size]

Nanofluidics

Taking you to the forefront of the emerging field of Nanofluidics, this cutting-edge book details the physics and applications of fluid flow in nanometer scale channels. You gain a solid understanding of the fundamental aspects of transport processes and force interactions in microscale. Moreover, this unique resource presents the latest research on nanoscale transport phenomena. You find a comprehensive overview of fabrication technologies for nanotechnologies, including detailed technology recipes and parameters. The book concludes with a look at future trends and the possible directions this new field could take. // books.google.ru
 

Nanofluidics (RSC Publishing)

"In his now celebrated lecture at the 1959 meeting of the American Physical Society, Richard Feynman pondered the potential of miniaturization in the physical sciences. His vision, based on known technology, examined the limits set by physical principles and proposed a variety of new nano-tools including the concept of ""atom-by-atom"" fabrication. In the intervening decades, many of these predictions have become reality. In particular, the development and application of nanofluidics is becoming a competitive and exciting field of research. These nanoscale analytical instruments employ micromachined features and are able to manipulate fluid samples with high precision and efficiency. In a fundamental sense, chip-based analytical systems have been shown to have many advantages over their conventional (larger) analogues. Despite the growth of this field, there are surprisingly few books dedicated to nanofluidics. This book will fill the gap in the literature for a text focusing on bioanalytical applications. Written at a level accessible to experts and non-experts alike, it has the potential to become a mainstream text book for advanced nanobiotechnology courses within academic institutions." // www.rsc.org
 

На русском в Вики:

Нанофлюидика — Википедия

Нанофлюи́дика или наногидродина́мика — раздел гидродинамики наноструктурных жидкостей. Нанофлюидика изучает поведение, способы управления и контроля жидкости, ограниченной нанометровыми структурами. В таком состоянии жидкость проявляет нетипичные для объемного состояния свойства, например резкое увеличение или уменьшение вязкости возле стенок нанокапилляров, изменение термодинамических параметров жидкости, а также нетипичную химическую активность на границе раздела твердой и жидкой фаз. Причина этого в том, что характерные параметры жидкости, такие как дебаевская длина, гидродинамический радиус становятся соразмерными с размерами ограничивающей жидкость структуры. // Дальше — ru.wikipedia.org
 


Нанофлюи́дика или наногидродина́мика — раздел гидродинамики наноструктурных жидкостей. Нанофлюидика изучает поведение, способы управления и контроля жидкости, ограниченной нанометровыми структурами. В таком состоянии жидкость проявляет нетипичные для объемного состояния свойства, например резкое увеличение или уменьшение вязкости возле стенок нанокапилляров, изменение термодинамических параметров жидкости, а также нетипичную химическую активность на границе раздела твердой и жидкой фаз. Причина этого в том, что характерные параметры жидкости, такие как дебаевская длина, гидродинамический радиус становятся соразмерными с размерами ограничивающей жидкость структуры [1].

На рисунке представлена мембранная структура на основе массива нанокапилляров. Радиус каждого капилляра одного порядка с дебаевской длиной жидкости, пропускаемой через него.



В 1965 году, Райс и Уайтхэд опубликовали основополагающую статью по теории транспорта раствора электролита в длинных (в идеале бесконечных) капиллярах нанометрового диаметра.

...

Поток жидкости в нанокапиллярах регулируется произведением κa, т.е. зависит от длины Дебая и радиуса пор. Таким образом потоком жидкости можно управлять изменяя эти два параметра и изменяя поверхностную плотность заряда.

Изготовление

Наноструктуры, в которых реализуются условия, необходимые для управления потоком жидкости, могут быть изготовлены в виде изолированных цилиндрических каналов, нанощелей или в виде массива наноканалов в таких материалах как кремний, стекло, полимеры (такие как ПММА, ПДМС, полипропиленовые трековые мембраны) и синтетических поровых структур.[3] Обычная фотолитография, объёмная или поверхностная микромеханическая обработка, техники копирования (тиснение, печать, литьё и впрыск под давлением), а также треки тяжёлых частиц и химическое травление[4][5] также могут быть использованы для создания структур, демонстрирующих поведение, описываемое нанофлюидикой.

Применение

Из-за малого размера жидких каналов нанофлюидные структуры могут быть использованы в случаях, когда исследуемые объекты должны быть взяты в очень малых количествах, например в счетчиках Культера[6], при аналитическом разделении и определении биомолекул, таких как белки и ДНК[7], а также в устройствах удобного захвата образцов малой массы. Одной из наиболее перспективных областей применения нанофлюидных устройств является потенциальная возможность их встраивания в микрофлюидные системы, такие как интегрированные микроаналитические системы или лаборатории-на-чипе. Например, мембраны на основе нанокапиллярного массива будучи встроенными в микрофлюидные устройства могут воспроизводимо выполнять цифровое переключение, позволяющее перенаправить жидкость из одного микрофлюидного канала в другой[8], выборочно разделять и перенаправлять исследуемые вещества по размеру и масс[8][9][10][11][12], эффективно смешивать реагирующие вещества[13] и разделять жидкости с различающимися характеристиками[8][14]. Также имеется естественная аналогия между возможностью управления жидкостью в нанофлюидных структурах и возможностью электронных компонентов управлять потоком электронов и дырок. Эта аналогия может быть использована для создания активных компонентов управления ионными токами, таких как выпрямитель[15], полевой[16][17] и биполярный транзистор[18][19]. Использование нанофлюидики возможно и в области нанооптики для создания перестраиваемых массивов микролинз[20][21]

Нанофлюидика может иметь значительное влияние на развитие биотехнологии, медицины и клинической диагностики, если будут разработаны устройства типа лабораторий-на-чипе для ПЦР и подобных методик[22].


 2.0.0.82.0.0.8

Mishka

модератор
★★☆

Fakir> Использование нанофлюидики возможно и в области нанооптики для создания перестраиваемых массивов микролинз[20][21]

А известно насколько быстро? Хоть какие-то оценки.
 3.6.33.6.3

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Без понятия. Попробуй сами ссылки глянуть - [20],[21].
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★

Элементы - новости науки: Российские ученые создали общую теорию течения жидкости в микроканалах под действием электрического поля

Группа физиков-теоретиков из России создала расширенную теорию течений жидкости в микро- и наноканалах под действием электрического поля. Взяв за основу классическую теорию электроосмоса Смолуховского, ученые предложили новое граничное условие, учитывающее подвижность зарядов на поверхности «жидкость–газ». Это позволило описать результаты экспериментов по электроосмосу пен, которые противоречили ранним теориям. // elementy.ru
 
Одна из ключевых проблем, возникающих при использовании микрофлюидных устройств, связана с гидродинамикой: при переходе от макроканалов (водопроводных труб, например) к микро- и тем более наноканалам резко меняется характер поведениях жидкости в таких системах. Следствием этого является невозможность прокачки жидкостей через каналы размером порядка микрон и меньше при помощи традиционных насосов: из-за вязкого сопротивления необходимо прикладывать колоссальные давления, что делает невозможным миниатюризацию таких устройств. Существует два основных направления решения этой проблемы: (1) уменьшение вязкого сопротивления за счет «скользких» стенок канала или (2) использование совершенно других принципов для создания течений, в частности применение электроосмоса.
 
 28.028.0
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Fakir> Элементы - новости науки: Российские ученые создали общую теорию течения жидкости в микроканалах под действием электрического поля

Дилетантский вопрос.
Читал про сложность хранения трития. Мол, просачиваться любит через все, что угодно. В основе этого явления лежит именно такая вот микро/нано-флюидика?
Вообще это явление больше характеризует качества жидкости? Или качества материала для просачивания?
Трудно искать черную кошку в темной комнате, особенно если ее там нет. Это тем более глупо, если эта кошка умная, смелая и вежливая.(с) С.К.Шойгу.  37.037.0
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
AGRESSOR> Читал про сложность хранения трития. Мол, просачиваться любит через все, что угодно. В основе этого явления лежит именно такая вот микро/нано-флюидика?

Нет. Просто тритий - ибо водород - мелкий очень. Отдельные молекулы и атомы. Это не связано с гидродинамикой, даже на микроуровне.
 28.028.0
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Fakir> Это не связано с гидродинамикой, даже на микроуровне.

Понятно. Т.е. и электроосмосом удерживать тритий не получится?
Трудно искать черную кошку в темной комнате, особенно если ее там нет. Это тем более глупо, если эта кошка умная, смелая и вежливая.(с) С.К.Шойгу.  37.037.0
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Не могу сказать точно, не знаю. Но ИМХО вряд ли - разве что несколько замедлить утекание как-нибудь за счёт электростатики.
 28.028.0
Последние действия над темой

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru