Przeskocz do treści

Delta mi!

Aktualności (nie tylko) fizyczne

Miniantywirówka

Piotr Zalewski

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: kwiecień 2007
  • Publikacja elektroniczna: 12-01-2011

W 1926 roku Albert Einstein napisał pracę na temat dynamiki meandrowania rzek. Według jego opinii decydujące znaczenie ma tworzenie się helikalnego przepływu, którego mechanizm powstawania wytłumaczył za pomocą łatwego do przeprowadzenia eksperymentu.

Jeżeli zaparzymy liściastą herbatę w szklance, to nasiąknięte listki opadną na dno. Wystarczy teraz zamieszać płyn łyżeczką, żeby zaobserwować gromadzenie się listków na środku dna szklanki. Zjawisko to przeczy intuicji, która sugeruje, że siła odśrodkowa powinna odrzucać liście na zewnątrz na zasadzie wirówki. Wyjaśnieniem tego paradoksu liści herbaty jest helikalna cyrkulacja, która rozwija się ze względu na tarcie płynu o ścianki. W szczególności przy dnie prędkość płynu maleje. Powyżej dna płyn odpływa do ścianek, przy nich opada, a przy dnie powraca do środka. Dzięki temu cząsteczki płynu poruszają się po toroidalnych trajektoriach, a ruch ten powoduje gromadzenie się listków w pobliżu punktu stagnacji na środku dna. W ten sposób szklanka staje się antywirówką.

Autorzy pracy postanowili wykorzystać to zjawisko do opracowania taniej, szybkiej i skutecznej metody frakcjonowania krwi. Wymyślone przez nich urządzenie jest mikroskopijnym cylindrem milimetrowych rozmiarów. Sedymentacja krwinek następuje dzięki wywołaniu okrężnego ruchu krwi w cylindrze, który powoduje powstawanie przepływu helikalnego. Ruch okrężny jest wywoływany bez udziału jakiegokolwiek ruchomego mechanizmu. Wykorzystywana jest minidmuchawka kierująca powietrze pod pewnym kątem do pionu przy brzegu cylindra. Minidmuchawka jest elektrodą, na której następują wyładowania koronowe pod wpływem przyłożenia zmiennego (90 kHz) napięcia około 1 kV. Dodatnie jony są odrzucane od elektrody, inicjując ruch powietrza, który wywołuje ruch płynu.

Metoda ta pozwala na przeprowadzanie analizy bardzo małej próbki krwi bez potrzeby używania kosztownych, konwencjonalnych wirówek