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
Kurdish Peshmerga forces guard their position at Omar Khaled village near Tal Afar, west of Mosul August 24, 2014. Peshmerga forces intensified their defences in the southern parts of the oil-rich city of Kirkuk on Saturday, defending ramparts just a few hundred metres away from Islamic State militants.Боевой народ
Рассорят ли курды США и Турцию
«Он просто идиот без всякого плана»
Что думают о Трампе и его политике простые жители Ближнего Востока
Медленно, но верно
Исламизация Турции идет постепенно и с соблюдением демократических норм
Нарендра МодиШелковые путы
Индийский слон не влез в китайский пояс
Русский болванчик
Превращение России в элемент борьбы за власть в США не сулит ей ничего хорошего
Сергей Семак«Победа "Спартака" глаз не режет»
Сергей Семак — о триумфе московского клуба, Уфе и отечественных судьях
Работа над ошибками
Команда Олега Знарка удержала преимущество над финнами и завоевала бронзу ЧМ
Кирилл Набабкин «Нам нужно побеждать, а не оглядываться на "Зенит"»
Игрок ЦСКА Кирилл Набабкин — о проигрыше «Спартаку» и соперничестве с «Зенитом»
20 фактов о новом кроссовере Skoda
Все, что нужно знать о Skoda Karoq прямо сейчас
Очередь для народа
Длительный тест Hyundai Creta: первые впечатления
Да, это самая быстрая «пятерка» BMW
Тест седана BMW M550i xDrive, который делает покупку M5 бессмысленной
Роскошь и безумие автомобилей 1980-х
Интерьеры машин из прошлого века, в которых было вообще все
От нашего стола
Российские интерьеры, сводящие иностранцев с ума
Зависли на хате
Украинцы придумали дом, который может обойтись без российского газа
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности