研究人员基于它们的形状分开微粒

时间：2021-10-11 16:51:59 来源：

来自代尔夫特技术大学的科学家在荷兰分开了微粒的形状。

代尔福特的科学家们已经开发了一种在其形状的基础上选择性地将微粒分离微粒。该技术精确地计算了通过窄管的流动中的特异性成形微粒的路径。这使得可以设置分拣信道，其中不同形状的粒子各自找到自己的方式。在2020年8月24日公开的新技术，在杂志PNA中，可用于一系列扇区，例如在制造药物或从水中除去微塑料。

选择性过滤

在液体中悬浮在液体中的无数实例，例如我们血液中的红细胞，饮用水中的细菌，以及洗衣机废水中的微塑料。如果我们想从液体中过滤这些颗粒，我们可以使用筛子的尺寸来完成这一点。然而，在一些过程中，对于单独的粒子是必须相同但具有不同形状的颗粒至关重要。

到目前为止，这仅使用外部源（例如光，磁或电场）。这需要繁琐的设备，并且使用这些外部来源不能始终分离微粒。一个例子是制造药物。重要的是，最终产品仅包含所需的晶体结构，以便药物可以按照预期的方式工作。原则研究人员H.Burak Eral：“在生产过程中，微小的变化可以触发具有不同形状和结构的不希望的晶体形式，与所需的尺寸相同。这种新技术使我们可以从液体中除去不期望的潜在有害的晶体。“

研究人员开发的技术鲁登乔治夫和H.Burak Eral仅基于施加在流过窄管的颗粒上的力的基础上，不比人的头发宽。粒子将在窄管中遵循的路径可以使用开发的公式精确地计算。

普遍公式

与Utrecht大学和夏威夷大学一起进行的早期理论研究表明，非对称颗粒以特定的方式流过窄管。来自乌得勒支的团队制定了一个简单但优雅的理论，为两个维度的运动。“虽然颗粒以复杂的方式翻滚并被流动扫过，但它证明可以在乌得勒支大学进行他们所遵循的路径进行具体的理论预测。”

在代尔夫特，Georgiev和Eral继续研究实验，3D模拟和理论，深入了解微粒的图案。Georgiev制造了各种形状的微粒，使他能够与他们的物业发挥作用。他反复通过渠道带来颗粒，并基于他们行进的路径进行计算。“我们在路径中观察到钟形图案，每个微粒按照其形状略微不同。通过进行重复的实验和计算机模拟，我们最终能够将该路径减少到唯一变量是粒子的形状。“

出口的高速公路

该公式可用于计算具有某种形状的微粒的路径。这甚至可以通过将窄管作为高速公路布置为具有不同的出口的高速公路来同时对液体中的不同形状的颗粒进行分类。Georgiev：“每个粒子都遵循类似的路径。该路径的确切路径仅通过颗粒的形状确定。所以粒子A将到达一个出口，而粒子B将朝向其他出口行进。“

这种技术可以在许多领域中使用，从药物到废水处理。Eral在芯片上和工业目的的分离技术中看到了开发MinusCule实验室的特殊潜力。eral：“具有各种出口的一个微型通道是您需要从液体中去除特定的微粒，例如镰状细胞贫血中的异常形状的红细胞。原理也可用于制药行业的较大规模生产过程中。这是一种奇妙的结果，即该技术在小型和大规模上工作。“Eral和Georgiev将继续他们在德尔福特的工作，研究和改进分离技术，以确保它符合行业的实用需求，并可被广泛使用。

参考：“镜面对称微粒的普遍运动”在狭窄的斯托克斯流动中，由Rumen N.Georgiev，Sara O. Toscano，William E.Uspal，Bram Bet，Sela Samin，RenévanRoij和Huseyin Burak Eral，8月20日，1920年8月所述国家科学院。我：
10.1073 / PNAS.2005068117.

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