تاثیر تغییرهای ترشوندگی یک سطح جامد بر روی جریان سیال داخل قطره چسبان حامل میکروذره های آبگریز

استفاده از میکروذره ها در داخل قطره های حامل، از اهمیت گسترده ای در زمینه کنترل فرایندهای کاربردی چندمرحله ای زیستی و صنعتی از جمله در تشخیص بیماری ها و جداسازی های سلولی با استفاده از غشا برخوردار می باشد. در این مقاله به بررسی ساختارجریان داخل قطره دارای میکروذره های آبگریز با استفاده از روش شبیه سازی MDPD پرداخته شده است.  قطره در هنگام بارگیری، انتقال و رهاسازی یک میکروذره آبگریز درمجاورت یک سطح جامد که دارای گرادیان ترشوندگی خطی می باشد قرار دارد. ساختار جریان به تفصیل در بازه های زمانی گوناگون و مهم از جمله لحظه ای که قطره با میکروذره تماس پیدا می کند، زمانی که قطره شروع به حمل میکروذره می کند، زمانی که قطره میکروذره را انتقال می دهد و نهایتا لحظه ای که قطره میکروذره را رها می کند، مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان دادند که با توجه به حضور میکروذره، ساختار و شکل جریان به طور چشمگیری با حالتی که درون قطره هیچ میکروذره ای وجود ندارد، متفاوت می باشد. نکته مهم دیگر این است که در حضور میکروذره، سرعت قطره به صورت غیر یکنواخت می باشد. اصطکاک بین میکروذره و سطح، نه تنها حرکت قطره را به تعویق می اندازد، بلکه ممکن است باعث جدایش میکروذره از قطره شود. این پدیده به علت این واقعیت است که با افزایش نیروی اصطکاکی، اگرچه نیروهای عامل و تقویت کننده حرکت موثر بر میکروذره داخل قطره نیز افزایش می یابد اما این مقدار با توجه به نیروهای جاذبه چسبندگی قطره محدود می شود. بنابراین زمانی که نیروی مورد نیاز برای حرکت قطره از بیش ترین نیروی تامین شده توسط نیروهای جاذبه چسبندگی قطره افزایش می یابد، پدیده رهایش و جدایی میکروذره و قطره رخ می دهد. همچنین نتیجه گیری شد که سرعت بحرانی بیش تر از ریخت شناسی قطره تحت تاثیر نیروهای چسبندگی داخل قطره می باشد.

کلیدواژه ها:

میکروذره آبگریز ، ریز قطره ، ترشوندگی ، ریخت شناسی ، نیروی اصطکاکی ، رهایش