Engenheiros demonstram a mecânica de fazer espuma com bolhas em tamanhos distintos
p Uma sequência mostra a progressão da geração de espuma bidispersa em um dispositivo microfluídico criado na Rice University. Quando as bolhas entram, eles comprimem a bolha anterior em duas antes de se tornar uma parede contra a qual a próxima bolha será comprimida. Crédito:Biswal Lab / Rice University
p É fácil fazer bolhas, mas tente fazer centenas de milhares deles por minuto - todos do mesmo tamanho. p Os engenheiros da Rice University podem fazer isso e muito mais. A engenheira química e biomolecular de arroz Sibani Lisa Biswal e o autor principal e estudante de graduação Daniel Vecchiolla criaram um dispositivo microfluídico que bombeia mais de 15, 000 bolhas microscópicas por segundo e podem ser ajustadas para torná-las em uma, dois ou três tamanhos distintos.
p O trabalho foi capa da revista Royal Society of Chemistry
Matéria Macia permite personalizável, espumas "úmidas" em pequenas quantidades para aplicações que incluem estudos químicos e biológicos.
p A melhor parte é que as próprias bolhas fazem a parte mais difícil.
p Um filme que demonstra o mecanismo mostra bolhas alongadas disparando por um tubo em um canal de entrada. Cada bolha em forma de flecha se move com força suficiente para dividir a bolha à sua frente, mas a flecha permanece intacta. Ele toma seu lugar entre as novas bolhas "filhas" e se torna uma "parede" que mantém a próxima bolha no lugar para se dividir. Dessa forma, apenas todas as outras bolhas que entram na expansão se separam das forças entre bolhas.
p Uma ilustração mostra o mecanismo pelo qual a espuma com bolhas em dois tamanhos distintos é criada em um dispositivo microfluídico. Os engenheiros da Rice University descobriram a técnica para fazer espuma com bolhas em dois ou três tamanhos distintos. Crédito:Eric Vavra / Biswal Lab
p Vecchiolla descreveu o processo como "metronômico, "o carrapato é uma bolha se dividindo e o tock uma bolha que permanece inteira.
p Quando a entrada está centrada e todos os outros parâmetros - o tipo de líquido, sua viscosidade, a taxa de fluxo e a largura do canal - estão certas, o dispositivo é preenchido com grandes bolhas no meio e duas fileiras idênticas, bolhas menores ao longo das bordas. Quando a entrada é compensada, o fluxo produz bolhas em três tamanhos.
p "Há interesse em usar bolhas monodispersas para aplicações de materiais e reatores miniaturizados, então, tem havido muitos estudos sobre a geração de bolhas de gás de tamanho uniforme, "Biswal disse." Mas houve muito poucos que olharam para o uso de bolhas vizinhas para criar essas bolhas-filhas. Somos capazes de gerar sistemas de espuma bem ordenados e controlar a distribuição de tamanho. "
p Um gif animado mostra como as bolhas geradas em um dispositivo microfluídico "beliscam" umas às outras enquanto criam uma espuma. Os engenheiros da Rice University criaram o dispositivo para gerar espuma com bolhas em dois ou três tamanhos distintos. Crédito:Biswal Lab / Rice University
p A aluna recente Vidya Giri ajudou a criar os canais microfluídicos, que têm cerca de um vigésimo de polegada de largura com um canal de alimentação de cerca de 70 mícrons.
p Biswal é professor associado de engenharia química e biomolecular e de ciência dos materiais e nanoengenharia. A National Science Foundation apoiou a pesquisa.
