3D-simulatie van de belletjes

Vorming niet te verklaren maar wel te besturen

Met elektrische spanning is de vorming van nano-gasbelletjes op een oppervlak onder water te sturen. Ook de grootte kun je zo beïnvloeden. Met die wetenschap in het achterhoofd kun je zulke belletjes mogelijk gebruiken als ‘luchtsmering’ om de wrijvingsweerstand van stromende vloeistoffen in labs-op-een-chip te verminderen, zo stelt Shangjiong Yang in het proefschrift waarop hij vandaag (9 oktober) promoveerde aan de Universiteit Twente.

De nanobelletjes, met een diameter van 50 tot 200 nm en een dikte van 5 tot 20 nm, ontstaan op een waterafstotend oppervlak. Dat ze bestaan is nog maar een paar jaar bekend; ze zijn immers te klein om ze met een normale lichtmicroscoop te kunnen zien. In de praktijk blijken ze echter urenlang intact te kunnen blijven, terwijl ze in theorie binnen een fractie van een seconde zouden moeten worden platgedrukt. Hoe dat kan, is nog een raadsel.

Yang heeft het antwoord ook niet, maar hij heeft wel de belletjes kunnen manipuleren met een ‘atomic force microscope’ (AFM). Zo kon hij hun gevoeligheid testen voor omgevingsfactoren zoals de temperatuur, de gasconcentratie, de ruwheid van het oppervlak en de manier van oppervlaktebehandeling. Hiermee komt praktische toepassing een stukje dichterbij.

Hoe de belletjes precies ontstaan, en hoe het komt dat ze heel kunnen blijven, is een interesante vraag voor de volgende promovendus.

bron: UT

Onderwerpen