EO

Sneller zwemmen over glibberige siliconen (video)

30 januari 2020 om 11:06 uur

Micrometers grote, zelfvoortstuwende bolletjes zwemmen sneller op een ondergrond van waterafstotende siliconen dan op water-aantrekkend glas of polyetheen. Deze kennis kan helpen bij de bouw van efficiëntere microrobots of labs-on-a-chip.


Stefania Ketzetzi, die het effect ontdekte, onderzocht en verklaarde, publiceerde erover in het vakblad Physical Review Letters.


De 'zwemmers' zijn colloïdedeeltjes van enkele micrometers doorsnee die voor precies de helft zijn gecoat met een laagje platina. Als je zulke deeltjes in een oplossing van waterstofperoxide gooit, zet het platina het waterstofperoxide om in water en zuurstof. Het ontstaan van die reactieproducten aan één kant van het deeltje stuwt het deeltje voort als een klein raketje. Zulke deeltjes worden actieve deeltjes genoemd; onderzoekers hopen ze in de toekomst te gebruiken als onderdelen van microrobots.
"Ik stuitte op dit effect toen ik aan een project werkte waar ik een ondergrond gebruikte van glas met een polymeercoating', zegt Ketzetzi. "Die zijn erg hydrofiel. Het viel me op dat de zwemmers veel trager waren. Waarom?"

 

Lading en ruwheid maken niet uit

Systematisch controleerden de onderzoekers of de elektrische lading van de ondergrond ertoe doet, maar dat leverde geen duidelijk resultaat op. Ook de ruwheid van de ondergrond leek niet veel uit te maken. Toen besloot Ketzetzi ondergronden met een verschillende waterafstotendheid te testen: het super-hydrofobe polydimethylsiloxaan (siliconen) tegenover glas en polyetheen, bekend van boterhamzakjes. Het bleek dat dit het verschil maakt: de raketjes haalden op siliconen een snelheid van 2,8 micrometer per seconde, tegenover 1 micrometer per seconde op de andere ondergronden.

 

Waterafstotendheid meten

Hoe waterafstotend een oppervlak is, wordt gemeten in de contacthoek, de hoek die de rand van een waterdruppel maakt met het oppervlak. In hydrofiele oppervlakken spreidt de druppel zich plat uit op het oppervlak en is de contacthoek heel klein. Bij extreem hydrofobe oppervlakken, waarop waterdruppels soms als een bolletje blijven liggen, is de contacthoek juist groot. De onderzoekers zagen dat gelijke contacthoeken gelijke snelheden opleverden. Een hogere contacthoek betekent een hogere snelheid.
De verklaring werd gevonden met hulp van theoretisch natuurkundige Joost de Graaf van de Universiteit Utrecht: de contacthoek is gerelateerd aan de glibberigheid van de ondergrond. Hoe groter de contacthoek, hoe glibberiger de ondergrond, en hoe gemakkelijker vloeistof langs die ondergrond stroomt.

 

Gerelateerd nieuws

MIT ‘tunet’ isolatiewaardes met elektriciteit

MIT ‘tunet’ isolatiewaardes met elektriciteit

Onderzoekers aan het MIT hebben een 'elektrische warmteklep' ontworpen, een apparaat dat de thermische geleidbaarheid van materialen naar behoefte kan variëren. Ze slaagden erin om het vermogen van het…

Razendsnel piepkleine 3D-printjes maken

Een piepklein 3D-printje in 30 seconden

Aan de EPFL is een methode ontwikkeld voor het 3D-printen van kleine, zachte objecten. Het proces kost nog geen 30 seconden.

Publieksstemming Prins Friso Ingenieursprijs gestart

Nu stemmen voor Prins Friso Ingenieursprijs (video's)

De publieksstemming voor de Prins Friso Ingenieursprijs 2020 is gestart. De drie kanshebbers zijn: Bas Reedijk, Afdelingshoofd Water bij BAM Infraconsult, Erik Duisterwinkel, Innovator, data scientist & sensor expert…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Semiflexibele printplaten (PCB)

Semiflexibele printplaten bestaan uit gespecialiseerde FR-4-materialen en worden gemaakt volgens een specifieke...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

3 maart 2020, Den Bosch

High Speed and Radio frequency PCBs

Seminar about High Speed and Radio frequency PCBs

4 maart 2020, Veldhoven

RapidPro

Op weg naar de Digitale Productie

10 maart 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

Meer agendapunten »