Исследователи из Корнеллского университета (США) создали устройство, которое формирует микропузырьки в нужном месте и управляет ими без необходимости их удерживать. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Обычно пузырьки пытаются поймать и зафиксировать, но это сложно и непредсказуемо. "Зачем мы пытаемся поймать эти пузырьки? Давайте просто создавать их там, где нужно, и тогда, когда нужно", - говорит Итаи Коэн, профессор физики и один из авторов исследования.

Новый чип размером 3 на 3 миллиметра содержит сетку из девяти электродов. Каждый электрод диаметром шесть микрометров (микрометр - одна тысячная миллиметра) создаёт пузырёк водорода: под действием напряжения молекула воды расщепляется, и выделяется газ. Чем дольше подаётся напряжение, тем крупнее пузырёк - от 10 до 100 микрометров.

Затем включается ультразвук. Звуковые волны заставляют пузырьки колебаться (резонировать), и эти колебания передаются жидкости, создавая поток. "Размер пузырька определяет его резонансную частоту, - поясняет Коэн. - Если вы подаёте ультразвук на частоте 40 килогерц, а пузырёк слишком мал или велик, он не будет заметно колебаться. Но если его размер точно соответствует резонансу на этой частоте, вы получите сильный поток".

Управлять потоком можно, располагая пузырьки определённым образом. Одинаковые пузырьки создают симметричное течение, а разные по размеру - направленное в одну сторону. Например, три пузырька в ряд направляют жидкость слева направо, три по диагонали - вверх и влево, а пять в форме буквы Г - по кривой. Кроме того, при более высоком напряжении образуется облако пузырьков, которое можно "выстрелить" в нужном направлении, включив ультразвук.

Важное преимущество - возможность обновления: если пузырёк перестал работать, его можно "сдуть" и создать новый. Учёные отмечают, что в перспективе такие пузырьки могут стать движущей силой микроскопических роботов и найти применение в медицине, например для сверхточечной доставки лекарств. Однако пока это лабораторный прототип, и о сроках появления готовых устройств речь не идёт.

Источник: Tech Xplore