Droppar som härrör från en molekylär "nanokran" skulle bete sig mycket annorlunda än dem från en hushållskran 1 miljon gånger större-har forskare vid University of Warwick funnit. Detta är potentiellt avgörande steg för ett antal nya nanotekniker, t.ex., tillverkning av nanostorlek läkemedelspartiklar, lab-on-chip-enheter för in situ-diagnostik, och 3D-skrivare som kan upplösas i nanoskala.
Molekylära simuleringar av flytande jetstrålar, besläktad med en ström av vatten som häller ut från en nanokran, har använts av forskare vid University of Warwick för att undersöka nanoskala produktion av droppar. Minskningen av skalan från hushållsstrålen motsvarar att Big Ben krympt till ett hårstrå!
Jets upplösning har en klassisk teori, uttänkt av Rayleigh och Plateau på 1800 -talet, men detta visade sig vara otillräckligt på nanoskala, där man inte kan ignorera den inneboende jostling av molekyler som producerar nano-vågor på vätskans gräns. Den nya teorin som utvecklats fångar upp dessa nanovågor och kan exakt förutsäga produktionen av nanodroppar.
Denna teori förutsäger att droppar är lättare att producera i nanoskala än från hushållskranen, med nano-vågor som fungerar mot uppbrottstrålar som skulle vara klassiskt stabila.
Professor Duncan Lockerby från Engineering School vid University of Warwick kommenterar:
"Vår forskning handlar om att utveckla ny förståelse för nya nanoskala -tekniker, med hjälp av simulering för designtekniker, och denna forskning exemplifierar denna insats med potentiella tillämpningar inom tillverkning och sjukvård. "
Dr James Sprittles från Mathematics Institute vid University of Warwick kommenterar:
"Det har varit underbart att arbeta med ett problem vars klassiska lösning jag undervisar för tredje året och att utveckla en ny uppdaterad teori för tillämpning på nanoskala"
Tidningen 'Revisiting the Rayleigh-Plateau Instability for the Nanoscale' har publicerats Open Access som en snabb kommunikation i den prestigefyllda Journal of Fluid Mechanics . Den har också funnits på framsidan av volym 861 och är för närvarande fjärde mest lästa artikeln.
