Ett forskargrupp ledd av Hyoungsoo Kim, professor i maskinteknik vid KAIST, lyckades kvantifiera det fenomen som kallas, Marangoni -effekten, som inträffar vid gränssnittet mellan alkohol och vatten. Det förväntas att detta fynd kommer att vara en värdefull resurs som används för att effektivt avlägsna föroreningar från en ytvätska utan kontaminering, och utveckla material som kan ersätta ytaktiva ämnen.

Denna forskning, tillsammans med ett forskargrupp ledd av professor Howard A. Stone vid Princeton University, publicerades online i Naturfysik den 31 juli.

Marangoni -effekten, även känd som tårar av vin, genereras när två vätskor med olika ytspänning möts, orsakar ändlig blandning, sprida tid och längd skala. Vanligtvis, människor tror att oändligt blandbara vätskor omedelbart blandas ihop; dock, det är inte alltid sant enligt denna artikel.

Den typiska ytspänningen för alkohol är tre gånger lägre än för vatten, och denna olika ytspänning genererar det Marangoni-drivna konvektionsflödet vid gränssnittet mellan de två vätskorna. Dessutom, det krävs en viss tid för att de ska blanda.

Detta fenomen har diskuterats många gånger sedan det upptäcktes i början av 1900 -talet, men det fanns en gräns för att kvantifiera och förklara det.

Professor Kim, med tanke på blandnings- och spridningsmekanismen, använde olika flödesvisualiseringstekniker och -utrustning för att fånga höghastighetsbilder i sitt experiment.

Genom flödesvisualiseringsmetoderna, laget lyckades kvantifiera och förklara komplexet, fysikalisk -kemiskt fenomen som genereras mellan vatten och alkohol. Dessutom, de utvecklade en teoretisk modell för att förutsäga de fysikalisk -kemiska hydrodynamiska fenomenen.

Den teoretiska modellen kan förutsäga hastigheten på det Marangonidrivna konvektionsflödet, området för en droppe alkohol och den tid som krävs för att utveckla flödesfältet. Därav, denna modell kan kartlägga typer av material (t.ex. alkohol) och volymen av en droppe vätska som är tillämplig för att rikta in en specifik situation.

Dessutom, forskargruppen tror att gränssnittsflödet möjliggör drivning av bulkflöden och att det kan vara en teknikkälla för att effektivt leverera läkemedel och ta bort föroreningar från en ämnesyta utan att orsaka sekundär kontaminering.

Framför allt, resultaten visar en möjlighet att ersätta ytaktivt ämne med alkohol som ett material som används för att leverera droger. Vid läkemedelsleverans, vissa läkemedel inkapslas med ett ytaktivt medel för att effektivt transporteras in vivo; dock, ytaktivt ämne ackumuleras i kroppen, som kan orsaka olika biverkningar, såsom hjärtsjukdom. Därför, att använda nya material som alkohol för att leverera läkemedel kommer att bidra till att förhindra biverkningar som orsakas av det ytaktiva ämnet.

"Det ytaktiva ämnet används för att leverera läkemedel, men det är svårt att bli utvisad ur kroppen. Detta kommer att orsaka olika biverkningar, såsom hjärtsjukdomar hos astmatiska patienter, "sade professor Kim." Jag hoppas att med nytt material, som alkohol, kommer att befria människor från dessa biverkningar. "