Mikro ölçekte hidrodinamik gizleme ve korumanın gösterilmesi

Mikro ölçekte hidrodinamik gizleme ve korumanın gösterilmesi
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın

[ad_1]

Mikro ölçekte hidrodinamik gizleme ve korumanın gösterilmesi

Ayrıldı. Bir nesneyi perdelemek/korumak için tasarlanmış kurulumun şeması – bu durumda yıldız şeklindeki bir nesne. Sağ. Hidrodinamik gizleme ve perdeleme durumları için nesnenin etrafındaki akış düzenleri ve basınç dağılımı. Kredi: Boyko ve ark.

Technion—Israel Institute of Technology, Technische Universität Darmstadt ve IBM Research Europe’daki araştırmacılar, kısa süre önce mikro ölçekli hidrodinamik gizleme ve koruma elde etmek için yeni bir strateji önerdiler. Nesneleri gizleme veya perdeleme fikri bir süredir ortalıkta olsa da, daha önce geliştirilmiş diğer yöntemlerin aksine, önerdikleri teknik fizikçilerin bu iki durum arasında dinamik olarak geçiş yapmasına izin veriyor.


TU Darmstadt’taki araştırma ekibini yöneten Steffen Hardt, Phys.org’a verdiği demeçte, “Araştırmamıza başladığımızda, gözenekli metamalzemelere dayanan bu yönde yapılan çalışmaların farkındaydık.” “Bizim fikrimiz, gizlenecek/koruyacak nesnenin etrafındaki bir bölgeye momentum enjekte edebiliyorsanız, bu tür metamalzemelere ihtiyacınız olmamasıydı. Etkili olarak, bu, harici akış alanını özel olarak hazırlanmış bir yerel akış alanıyla üst üste bindirdiğiniz anlamına gelir. sonuç olarak, toplam akış alanı (harici ve yerel olan), gizleme veya perdeleme elde edilecek şekilde ortaya çıkar.”

Önceki çalışmalarının bir parçası olarak, araştırmacılar elektroozmotik akış olarak bilinen şeyi kullanarak yerel olarak momentum enjekte etmek için yöntemler geliştirdiler (yani, sıvıların hareketi tipik olarak gözenekli bir malzeme veya diğer sıvı kanalları boyunca uygulanan bir voltaj tarafından indüklenir). Yeni çalışmalarının temel amacı, nesneleri bir sıvı akışında gizlemek/korumak için yeni bir yöntem göstermek ve bu işlevselliği, metamalzemelere dayalı daha önce önerilen yaklaşımların yapmadığı gibi, gerçek zamanlı uyarlanabilir hale getirmekti.

Ph.D. arasındaki yakın işbirliği sayesinde yeni perdeleme/koruyuculuk ilkesi yürürlüğe girdi. teoriyi geliştiren öğrenciler Evgeniy Boyko ve Michael Eigenbrod ve deneyleri gerçekleştiren Vesna Bacheva. Deneylerinde araştırmacılar, küçük bir boşlukla (birkaç on mikrometre boyutunda) ayrılmış iki paralel plakadan oluşan bir mikroakışkan odasının merkezine bir nesne yerleştirdiler. Daha sonra hazneyi suyla doldurdular ve girişi ile çıkışı arasında bir basınç farkı uyguladılar. Bu, nesnenin etrafında hidrodinamik bir akış oluşturmalarına izin verdi.

Gizleme (nesnenin etrafındaki belirli bir bölgenin dışındaki akış alanının nesne yokmuş gibi görünmesine neden olur) veya perdeleme (akışın nesneye uyguladığı kuvvetleri ortadan kaldırır) çevreleyen bölgedeki sıvı hızının doğru bir kontrolünü gerektirir. amacı,” dedi Technion’daki ekibin başındaki Moran Bercovici. “Bunu, alan etkili elektro-ozmoz adı verilen bir elektrokinetik fenomeni kullanarak yerel olarak momentum enjekte ederek başardık.”

Yerel yüzey yükü üzerinde kapasitif kontrol sağlamak için ekip, mikroakışkan cihazın altına bir elektrot yerleştirdi ve elektrik potansiyelini ayarladı. Suda bulunan zıt yüklü iyonlar, yüzeyi koruyarak elektrikli çift tabaka olarak bilinen şeyi oluşturdu.

Hardt, “Kanal boyunca harici bir elektrik alanı uygulamak, sıvının geri kalanını viskoz etkileşim yoluyla taşıyan mobil yükler üzerinde bir kuvvet uygular” dedi. “Bu etki, hızı elektrotun potansiyeli tarafından kontrol edilebilen yüzeye yerleştirilmiş ‘taşıyıcı bant’ olarak düşünülebilir. İndüklenen hız, gizleme ve perdeleme sağlayan koşullar arasında geçiş yapmak için dinamik olarak değiştirilebilir.”

Dikkat çekici bir şekilde, ekip tarafından kullanılan stratejiden kaynaklanan gizlenme/koruma mekanizması gerçek zamanlı olarak uyarlanabilir. Başka bir deyişle, araştırmacıların cloaki/shield efektlerini açıp kapatmasını sağlar; veya gizleme ve perdeleme koşulları arasında geçiş yapın.

Bu araştırma ekibi tarafından tanıtılan yeni teknik ve paradigma, fiziğin diğer alanları için de sonuçlar doğurabilir. Örneğin, fizikçilerin nesneleri elektromanyetik veya akustik alanlarda gizlemesine izin verebilir.

Genel olarak, yayınlanan son makalede özetlenen ilke Fiziksel İnceleme Mektupları, bir nesnenin bir sıvı akışıyla nasıl etkileştiğini belirlemek için kullanılabilir (örneğin, akışın nesneye uyguladığı kuvvet). Bu, sıvı akışının hücreler gibi biyolojik sistemler üzerindeki etkilerini incelemek için özellikle yararlı olabilir.

IBM Research Europe’dan Federico Paratore, “Bir akışta momentum enjeksiyonu için kullandığımız ilke, yalnızca tek bir elektrot (son makalemizde olduğu gibi) değil, ayrı ayrı adreslenebilir bir dizi elektrot kullanırsak çok daha iyi hale getirilebilir,” diye ekledi. . “Bu, yalnızca gizleme veya perdeleme modlarından çok daha ileri giderek, bir akış alanını şekillendirmek için benzeri görülmemiş fırsatlara izin verecektir.”


Daha güvenli sürüş için viraj lambası; görünmezlik pelerini mi gelecek


Daha fazla bilgi:
Elektro-ozmoz yoluyla mikro ölçekli hidrodinamik gizleme ve koruma. Fiziksel İnceleme Mektupları(2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.184502.

Sürüklemesiz Akış için Hidrodinamik Metamalzeme Pelerini. Fiziksel İnceleme Mektupları(2019). DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.074502.

Elektroozmotik akış dipolü: deneysel gözlem ve akış alanı modellemesi. Fiziksel İnceleme Mektupları(2019). DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.224502.

Zeta potansiyelinin elektriksel modülasyonunu kullanarak dinamik mikro ölçekli akış modellemesi. Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri(2019). DOI: 10.1073/pnas.1821269116.

© 2021 Bilim X Ağı

Alıntı: Mikro ölçekte hidrodinamik perdeleme ve perdelemenin gösterimi (2021, 17 Haziran), 17 Haziran 2021’de https://phys.org/news/2021-06-hydrodynamic-cloaking-shielding-microscale.html adresinden alınmıştır.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı verilmiştir.



[ad_2]

Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »