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    Le flux capillaire est exploité pour la première fois

    Le flux capillaire est un phénomène courant inhérent aux tâches quotidiennes, de l'essuyage des déversements à l'arrosage des plantes. Crédit :KTH Institut royal de technologie

    Vous n'avez peut-être jamais entendu parler de l'effet capillaire, mais c'est quelque chose dont vous vous occupez chaque fois que vous essuyez un déversement ou que vous mettez des fleurs dans l'eau. Wouter van der Wijngaart a passé la majeure partie de sa vie à contempler ce phénomène, qui permet au liquide de s'écouler à travers des espaces étroits comme les fibres d'un tissu, ou vers le haut à travers les tiges des fleurs, sans l'aide de la gravité ou d'autres forces.

    Maintenant, pour la première fois, lui et une équipe de scientifiques, du KTH Royal Institute of Technology en Suède, ont trouvé un moyen de contrôler pleinement l'action capillaire, et ils ont conçu un appareil qui l'exploite pour une utilisation possible dans des applications biotechnologiques telles que l'analyse biomoléculaire et la manipulation des fluides corporels.

    "La capillarité est un phénomène très courant que nous avons maintenant disséqué dans ses détails et transformé en un dispositif d'ingénierie, C'est, une pompe simple que nous maîtrisons parfaitement, " dit van der Wijngaart, professeur à KTH.

    Le flux capillaire est indépendant de la gravité. En réalité, il agit en fait en opposition à la gravité. "Je bricole la capillarité depuis que j'ai 14 ans, quand on l'a appris à l'école et que j'ai posé des questions auxquelles mes professeurs ne pouvaient pas répondre, " dit van der Wijngaart. " Je me suis demandé pourquoi l'eau qui s'écoule contre la gravité ne pouvait pas être utilisée pour créer un mobile perpétuel (un mouvement qui continue à l'infini), et aujourd'hui, je demande chaque année à mes étudiants de m'expliquer cela."

    Le phénomène est une interaction entre deux types de forces, cohésion et adhérence. La cohésion est l'attraction entre des types de particules similaires, comme les molécules d'eau. Et l'adhérence est l'attraction entre différents types de particules, comme l'eau et les fibres d'une serviette. Lorsque l'adhérence est plus forte que la cohésion, une action capillaire se produit.

    Le débit d'écoulement capillaire est toujours affecté par la viscosité d'un fluide et la géométrie et l'énergie de surface des surfaces des canaux à travers lesquels il s'écoule. Encore, après cinq années d'études, les chercheurs ont réussi à rendre ces variations négligeables. Dans une série de trois publications, ils ont d'abord montré comment rendre le débit constant dans le temps; alors indépendant de la viscosité; et, finalement, indépendant de l'énergie de surface.

    Reporting en Microsystèmes &Nano-ingénierie, les chercheurs ont testé les pompes de leur nouvelle conception avec une variété d'échantillons de liquides, y compris l'eau, différents échantillons de sang total, différents échantillons d'urine, isopropanol, huile minérale et glycérol. Les vitesses de remplissage capillaire de ces liquides varient de plus d'un facteur 1000 lorsqu'ils sont imbibés par un capillaire en verre standard à section constante, dit van der Wijngaart.

    Par contre, la nouvelle conception de la pompe a permis d'obtenir des débits dans une plage pratiquement constante avec une variation inférieure à 8%, rapportent les chercheurs.

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