ננו-פלואידיקה – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ בורה בורה העביר את הדף ננופלואידיקה ל־ננו-פלואידיקה תוך דריסת הפניה: דף השיחה |
מ תיקון קישורים לפירושונים |
||
שורה 1:
'''ננופלואידיקה''' הוא תחום אשר חוקר את ההתנהגות, הבקרה והשליטה של תהליכי [[מכניקת הזורמים|זרימה]] בתוך [[ננו-מבנה|מבנים ננומטריים]] (סדר גודל של 1-100 [[ננומטר]]) כגון ננו-תעלות, נקבוביות, ננו-חרירים. הננופלואידיקה התפתחה מתוך ה[[מיקרופלואידיקה]] עם התקדמות תהליכי המזעור.
זורמים אשר נמצאים במבנים ננומטריים מתנהגים באופן שונה מאשר זורמים במבנים שאינם ננומטריים.
שורה 5:
==תכונות==
כאשר [[מבנה]] נכנס לתחום הגודל הננומטרי, מגבלות פיזיקליות חדשות פועלות על האופן בו הזורם מתנהג. מגבלות אלו יוצרות אזורים שבהם הזורם מציג מאפיינים שאינם נראים בסדר גודל [[
בממשק [[נוזל]]/[[מוצק]] נוצרת התפלגות מטענים מאורגנת הנובעת מהאינטראקציה בין הדופן הטעונה למטענים בנוזל. התפלגות זו ידועה בשם השכבה החשמלית הכפולה (Electrical double layer). השכבה החשמלית הכפולה בנקבוביות הננומטריות עלולה להתרחב עד לרוחב הננו-נקבובית עצמה וכתוצאה מכך יתרחשו שינויים דרמטיים בהתארגנות של הזורם ובמאפיינים הקשורים לתנועת הזורם במבנה. למשל, נוצרת סביבה בדפנות הנקבובית המעדיפה [[יון|יונים]] בעלי [[מטען חשמלי|מטען]] נגדי לסוג המטען בדופן הנקבובית מאשר יונים בעלי מטען משותף (co-ions- יונים בעלי אותו סוג מטען של מטעני דפן הנקבובית), במקרים רבים כניסה של היונים המשותפים (co-ions) נמנעת בצורה כמעט מושלמת, כך שנוצר מצב שבו הנקבובית סלקטיבית רק לסוג אחד של יונים. ניתן להשתמש בתכונה זו לשליטה בקיטוב השדה החשמלי על ידי [[התפלגות]] המטענים לאורך הנקבובית או הננו-תעלה על מנת לייצר תצורות זורמים לא סטנדרטיות אשר אינן אפשריות במבנים בעלי סדר גודל [[
== תאוריה ==
שורה 17:
<br /><math>\kappa = \sqrt{\frac{8\pi n e^2}{\epsilon k T}} </math><br />
κ נקבע על ידי ה[[צפיפות]] היונית- n, הקבוע הדיאלקטרי- ε, [[קבוע בולצמן]]- k, וה[[טמפרטורה]]-T. בידיעת הפוטנציאל (ϕ(r ניתן למצוא את [[צפיפות מטען]] מתוך משוואת פואסון הניתנת להיות מבוטאת בפתרון של [[פונקציות בסל]] מסדר ראשון, I<sub>0</sub>, ומותאמת לסדר גודל של הרדיוס הקפילרי a.{{ש}}
<br /><math>\frac{1}{r} \frac{d}{dr} \left (r \frac{d v_z}{dr} \right )= \frac{1}{\eta} \frac{dp}{dz} - \frac{F_z}{\eta}</math><br />
כאשר η הוא ה[[צמיגות]], dp/dz הוא גרדיאנט ה[[לחץ]], ו- Fz הוא [[כוח]] ה[[גוף]] אשר מונע על ידי הפעולה של [[שדה חשמלי|השדה החשמלי]] המופעל עליו, Ez צפיפות רשת המטענים בשכבה הכפולה. כאשר אין לחץ המופעל על ההתפלגות הרדיאלית ה[[תאוצה]] ניתנת על ידי:
| |||