หยดละอองไหลผ่านช่องแคบโดยการดัดผนัง

หยดน้ำมันและน้ำจะไหลไปตามช่องแคบพิเศษโดยทำให้ผนังช่องโค้งงอ นั่นคือการค้นพบของDominic Vellaและเพื่อนร่วมงานที่ University of Oxford ของสหราชอาณาจักร ซึ่งเรียกการเคลื่อนไหวที่ผิดปกตินี้ว่า “bendotaxis” ปรากฏการณ์นี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลายตั้งแต่การส่งมอบยาเป้าหมายไปจนถึงห้องปฏิบัติการบนชิป การควบคุมการไหลของหยดของเหลว

ในช่องแคบกำลังมีบทบาทเพิ่มขึ้นในเทคโนโลยี 

เช่น ห้องปฏิบัติการบนชิป และอุปกรณ์ขนาดเล็กที่ส่งยาไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกายที่เป็นเป้าหมาย อาจเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนมาก เนื่องจากการเคลื่อนที่ของของไหลในช่องขนาดเล็กได้รับผลกระทบอย่างมากจากการโต้ตอบกับผนังช่อง ในปัจจุบัน หยดของเหลวถูกขับเคลื่อนผ่านช่องแคบๆ โดยใช้แรงขับเคลื่อนที่เกิดจากสิ่งต่างๆ เช่น การไล่ระดับอุณหภูมิ สนามไฟฟ้า หรือการไล่ระดับสารเคมี ทันทีที่แรงเหล่านี้ถูกขจัดออกไป หยดน้ำจะไม่เคลื่อนที่อีกต่อไป ทำให้วิธีการเหล่านี้ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ไม่สามารถรักษาแรงขับเคลื่อนได้ง่าย เช่น ในแคปซูลที่วางอยู่ภายในร่างกายสำหรับการนำส่งยาที่เป็นเป้าหมาย

แผ่นปิดแบบหนีบตอนนี้ Vella และเพื่อนร่วมงานได้สร้างช่องทางที่ไม่ต้องใช้แรงขับเคลื่อนจากภายนอกในการขนส่งหยดละออง ในการทำเช่นนี้ พวกเขาสร้างช่องจากแผ่นปิดกระจกบางๆ สองแผ่น เคลือบด้วยวัสดุที่ดึงดูดน้ำมันแต่กันน้ำ แผ่นปิดถูกหนีบไว้ที่ปลายด้านหนึ่งและแยกจากกันด้วยตัวเว้นวรรคแก้วที่มีความหนาเพียงไม่กี่ร้อยไมครอน (ดูรูป) ทำให้เกิดช่องที่มีผนังที่สามารถเคลื่อนเข้าหากันหรือแยกออกจากกันได้

หยดน้ำมันหรือน้ำวางอยู่ที่ปลายท่อ ที่น่าประหลาดใจของทีมคือ หยดทั้งสองชนิดเคลื่อนตัวไปยังปลายเปิดของช่องด้วยความเร็วหลายร้อยไมครอนต่อวินาที เวลลาและเพื่อนร่วมงานเชื่อว่าการเคลื่อนที่นั้นเป็นผลมาจากการไล่ระดับแรงดันที่เกิดขึ้นตามความยาวของหยด เนื่องจากหยดเล็กๆ ทำหน้าที่ลดพลังงานแรงตึงผิวของพวกมัน

การนับริ้วรอยเผยความกดดัน

ทีมงานกล่าวว่ากลไกต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการขับเคลื่อนของน้ำมันและน้ำ หยดน้ำมันมีแนวโน้มที่จะกระจายออกบนพื้นผิวของแผ่นปิดเพื่อให้สัมผัสได้มากที่สุด ซึ่งจะดึงผนังของช่องเข้าหากัน ทำให้ปลายหยดน้ำหันไปทางปลายเปิดของช่องแคบลง จากนั้นจะเกิดการไล่ระดับแรงดันภายในหยด โดยดึงไปทางปลายเปิดของช่องในขณะที่ทำปฏิกิริยาเพื่อลดแรงตึงผิว

ในทางตรงกันข้าม หยดน้ำจะถูกผลักโดยพื้นผิวของแผ่นปิด ซึ่งทำให้ผนังช่องแยกออกจากกัน สิ่งนี้ทำให้หยดน้ำมันกว้างขึ้นไปทางปลายเปิดของช่อง ทำให้เกิดแรงดึงในทิศทางเดียวกับที่หยดน้ำมันสัมผัส อีกครั้งเพื่อลดแรงตึงผิว

ทีมงานของ Vella ได้คิดค้นคำว่า ‘bendotaxis’ เพื่ออธิบายการเคลื่อนไหวที่พวกเขาสังเกตเห็น เนื่องจากละอองน้ำขับเคลื่อนตัวเอง ซึ่งเป็นพฤติกรรมที่เรียกว่า “แท็กซี่” โดยการโค้งงอสภาพแวดล้อม

ทรานซิสเตอร์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพเป็นส่วนประกอบสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพที่ทำปฏิกิริยากับร่างกาย สาขาเทคโนโลยีที่กำลังเติบโตนี้ได้บันทึกและประมวลผลสัญญาณต่างๆ ของร่างกายแล้ว และกระตุ้นด้วยไฟฟ้าและเคมีไปยังร่างกาย

อย่างไรก็ตาม สำหรับทรานซิสเตอร์

ที่ใช้ซิลิกอนในปัจจุบัน ต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงระหว่างร่างกายและอุปกรณ์ ข้อกำหนดในการป้องกันนี้หมายความว่าอุปกรณ์ไบโออิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่จะมีขนาดใหญ่และแข็งแรง ซึ่งทำให้ผู้ป่วยไม่สะดวก การศึกษาก่อนหน้านี้ได้พยายามแก้ปัญหาด้วยการสร้างอุปกรณ์ทรานซิสเตอร์แบบโพลีเมอร์ที่มีความยืดหยุ่น แต่โดยทั่วไปแล้วจะช้ากว่าและเชื่อถือได้น้อยกว่าอุปกรณ์ซิลิคอน

เคลือบน้ำตาลตอนนี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่นำโดยDion KhodagholyและJennifer Gelinasจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ได้สร้าง “ทรานซิสเตอร์ไฟฟ้าเคมีอินทรีย์แบบรั้วรอบขอบชิดไอออนภายใน” (IGT) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ไอออนเคลื่อนที่ในตัวเพื่อแลกเปลี่ยนสัญญาณกับ ร่างกาย. ต่างจากอุปกรณ์รุ่นก่อนๆ IGT ถูกประดิษฐ์ขึ้นจากพอลิเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นซึ่งมีโมเลกุลน้ำตาล เนื่องจากโมเลกุลดึงดูดน้ำ ช่องทรานซิสเตอร์จึงคงความชุ่มชื้นไว้ ซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปที่ต้องป้องกันความชื้นจากร่างกาย

ตามที่ทีมงานระบุ IGT นั้นถูกรวมเข้ากับผิวหนังได้อย่างง่ายดาย ซึ่งมันสามารถรองรับการโต้ตอบที่แตกต่างกันระหว่างไอออนของมันกับไอออนในร่างกาย สามารถใช้ตรวจจับและขยายสัญญาณไฟฟ้าเคมีจากร่างกายได้ ทรานซิสเตอร์สามารถรั้วรอบขอบชิดได้อย่างอิสระเพื่อสร้างวงจรลอจิกที่ปรับขนาดได้ นอกจากนี้ โพลีเมอร์ที่ใช้ในอุปกรณ์ยังช่วยลดระยะทางที่ไอออนต้องเดินทาง ทำให้ทรานซิสเตอร์เร็วกว่าอุปกรณ์รุ่นก่อนมาก

IGT มีขนาดเล็กพอที่จะใส่พอดีระหว่างรูขุมขนบนศีรษะของผู้ป่วย ซึ่งผู้ป่วยแทบจะมองไม่เห็นอินเทอร์เฟซ ทีมงานแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถรับรู้และกระตุ้นสัญญาณสมองแบบเรียลไทม์จากพื้นผิวของหนังศีรษะ จากนั้นทำการคำนวณที่ซับซ้อนด้วยความเร็วที่เร็วพอที่จะศึกษาการทำงานของระบบประสาท

Khodagholy, Gelinas และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาหวังว่าจะศึกษาว่าความสามารถของ IGT ของพวกเขาแตกต่างกันอย่างไรเมื่อประดิษฐ์โดยใช้ไอออนที่มีอยู่ในตัวเองและจากวัสดุพอลิเมอร์ที่แตกต่างกัน การวิจัยของพวกเขาสามารถปูทางสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพแบบวงปิดที่สามารถฝังได้ ซึ่งสามารถบันทึกและจัดการการเคลื่อนไหวของหัวใจ กล้ามเนื้อ และดวงตาของผู้ป่วยได้

นักวิจัยในฝรั่งเศสและสหราชอาณาจักรได้ค้นพบว่ากระแสไฟฟ้าของของเหลวไอออนิกเกิดจากการไหลของน้ำผ่านช่องขนาด ångstrom ได้อย่างไร นักวิจัยในฝรั่งเศสและสหราชอาณาจักรได้ค้นพบว่ากระแสไฟฟ้านี้มีความไวต่อสนามไฟฟ้าเมื่อมีการใช้แรงดัน เอฟเฟกต์อิเล็กโทรไฮโดรไดนามิกที่เหมือนทรานซิสเตอร์นี้ ดังที่พวกเขาได้อธิบายไว้ คล้ายกับที่พบในช่องไอออนทางชีววิทยา เช่น PIEZO เมื่อเร็ว ๆ นี้ และสามารถช่วยพัฒนาสนามที่เกิดขึ้นของ “ไอออนทรอนิกส์” ได้

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตเว็บตรง