Создан уникальный "спидометр" для лаборатории-на-чипе

Скорость потока вычисляется на основе измерений трех электродов в микроканале. Изображение K. Mathwig et al., Phys. Rev. Lett., 2012

Инженеры создали детектор, измеряющий скорости рекордно медленных потоков - менее 10 пиколитров в минуту. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Американского физического общества.

Обычно скорость потока жидкостей в капиллярах измеряется при помощи флюоресцентных меток, за которыми наблюдают в микроскоп. Это, однако, требует наличия громоздкого оптического оборудования. Исследователи решили применить другой подход - использовать для измерения потока перенос электрического заряда между электродами, находящимися в жидкостном канале.

Авторы создали в кремнии микроскопический капилляр длиной в 5000 и шириной в 130 нанометров. В его полость были выведены три электрода, которые измеряли перенос электрических зарядов между стенками канала. Переносчиками выступали обычные ионы электролитов.

Из-за того, что объем канала был чрезвычайно мал (10 фемтолитров, 10*10-15литра), то во время движения жидкости локальная концентрация электролитов постоянно колебалась. В соответствии с ней изменялась и проводимость между парами электродов, расположенных на входе и на выходе из канала. Измерив задержку в флуктуациях между этими парами электродов, физики смогли вычислить скорость потока жидкости.

Детектор оказался способен измерить скорости потока вплоть до 10 пиколитров (10-12литра) в минуту. При такой скорости один миллилитр жидкости пройдет через капилляр примерно за 190 лет. Это самая медленная скорость потока, которую на данный момент удалось надежно измерить. Ранее этой же группе инженеров удалось при помощи подобного же метода детектировать в капилляре одиночную молекулу.

Разработка подобных детекторов требуется для создания лабораторий-на-чипе. Предполагается, что эти компактные устройства, принципы работы которых изучает микрогидродинамика (или микрофлюидика) будут способны детектировать следовые количества самых разнообразных веществ в очень маленьком объеме образцов.

Обсудить
«Эта гадина растет в геометрической прогрессии»
Кто спасает эмбрионы от абортов и Россию от вымирания
Первый после папы
Ради чего к Путину, Лаврову и патриарху Кириллу приехал госсекретарь Ватикана
Жизнь на Линии Ж
О сильной девочке, саркоме и превратностях судьбы
Тайсон с Матвеевской
Агрессивный москвич отомстил дворнику за жену, выбив зубы и откусив ухо
Galaxy Note 8Между первой и второй
Чем закончилась очередная попытка Samsung убить iPhone
Быстрая прожарка
Названы сроки коллапса человеческой цивилизации
Часть изображения была размыта, чтобы не нарушать законодательство РФ«Это была циничная сделка с дьяволом»
Рисковал ли Сталин, подружившись с Гитлером
Полна чалма
Неизвестные снимки исчезнувших красот старой Индии
Мари-Од Мюрай«Я никогда не понимала, мальчик я или девочка»
Мари-Од Мюрай о взрослении, гендерном поведении, горе и любви
Аудионаркотики
Без российских инженеров не было бы техно, Rammstein и игры Doom
Кирилл Серебренников (в центре)«Клетка — всегда плохо»
Дело Кирилла Серебренникова: реакция общественности и соцсетей
«Объявлен окончательный коммунизм»
2 важные старые книги: выбор Валентина Курбатова
Самый главный поц
Умер чокнутый дядюшка современного кино, шут, скандалист и гений Джерри Льюис
Что смотреть на Ночи кино
Пять главных фильмов двухдневной кинопрограммы в Москве
Тест: угадай машину по ключу
Простой тест на знание... ключей зажигания
Все конкуренты Lada Vesta SW Cross
С кем новый универсал Lada поборется за кошельки прижимистых покупателей
8 неудачных примеров самостоятельного ремонта
Самые курьезные попытки сэкономить на визите в автосервис
Тест Mitsubishi Pajero Sport против Renault Duster
Два крутых вседорожника: бесчеловечное, но не бессмысленное противостояние