Vatten har oväntat potential att motstå en massiv sträckkraft eller spänning på grund av dess inre kohesionskraft. Under extrem spänning skulle vattnets hydrostatiska tryck visas som absolut negativt. Förståelsen av ett så unikt termodynamiskt icke-jämviktstillstånd i fasdiagrammet för vatten är fortfarande suddig, vilket har väckt en hel del nyfikenhet på området. Icke desto mindre, efter att botanister upptäckt det i trädets xylem först, kunde detta så kallade negativa tryck av sträckt vatten utformas för att generera extremt stora tryckskillnader. Den har använts i en rad avancerade värme- och massöverföringsapplikationer, inklusive det syntetiska trädet på chipet för kontinuerlig vattenutvinning, nanoporösa membran med ultrahöga gränssnittsvärmeflöden och så vidare.

Forskare vid Wuhan University i Kina, ledd av professor Kang Liu, utarbetade en optisk karakteriseringsmetod utan kontakt för att exakt detektera värdet av negativt tryck i sträckt vatten, särskilt i mikrofluidsystem. Denna metod förhindrar direktkontakt med sträckt vatten och minskar behovet av komplicerade mätkomponenter. Deras idé är att börja med deformationen av en hydrogelyta orsakad av det extremt stora undertrycket som ackumuleras i hydrogelhålrummen. Genom att upprätta en koppling mellan negativt tryck i hydrogelhålrummen och deformationen av hydrogelytan, kunde det exakta värdet av negativt tryck härledas baserat på omfattningen av deformationen och de uppmätta geometriska parametrarna för hydrogelhålrummen. Dessutom bevisar forskarna också dess ytterligare potentiella tillämpningar som att kartlägga undertrycket av ett dynamiskt flöde i mikrokanalen.

Forskningen publicerades i Frontiers of Optoelectronics . + Utforska vidare

Kombinera turgordesign och elektroosmos för att skapa starka och snabba hydrogelställdon