Тюменский ученый запатентовал способ стабилизации размера микрокапель
Доцент кафедры микро- и нанотехнологий Тюменского государственного университета Александр Федорец изобрел простой способ стабилизации размера микрокапель.
Изобретение относится к высокоточным способам управления и манипуляции сверхмалыми объемами жидкости и может быть использовано при решении ряда задач микромасштабной гидрогазодинамики, теплофизики, а также в микрофлюидике.
Александр Федорец рассказал, что для способов сверхточного дозирования жидкостей, основанных на явлении "Капельный кластер", актуальны технические решения, позволяющие стабилизировать во времени размер микрокапель. "Проблема обусловлена тем, что в стандартных условиях капли кластера подвержены конденсационному росту, скорость которого пропорциональна температуре межфазной поверхности жидкость-газ под кластером и может достигать значений порядка 1 мкм/с. Учитывая, что объем и масса капли пропорциональны ее диаметру в третьей степени, конденсационный рост капель может существенно снижать точность дозирования жидкости", - пояснил он.
В предлагаемом способе эффект стабилизации размера капель кластера достигается за счет частичного испарения капли под действием электромагнитного излучения, хорошо поглощаемого веществом капель. Схема эксперимента, подтверждающего эффективность такого способа.
При пропускании электрического тока нихромовая проволока разогревается, через металлический стержень тепло передается слою жидкости, и над нагревателем формируется капельный кластер. Спектральный диапазон ИК-источника попадает на полосу поглощения воды, однако облучение практически не влияет на распределение температуры в объеме слоя (плотность мощности ИК-излучения в сечении слоя мала – порядка 10 мВт/см2). В то же время такое воздействие достаточно для повышения температуры микрокапель и интенсификации испарения с их поверхности, что позволяет управляемо снижать скорость конденсационного роста и стабилизировать размер капель кластера. Новый способ сочетает простоту технической реализации и высокую эффективность, позволяя в течение длительного времени стабилизировать размер капель кластера с точностью не хуже десятых долей мкм, сообщает пресс-служба ТюмГУ.
