Druppels transporteren door middel van oppervlaktegolven

De TU Eindhoven en de Rijksuniversiteit Groningen sturen via mechanowetting individuele druppels op afstand aan, om zo onder meer zelfreinigende oppervlakken efficiënter te maken.

Trefwoorden: #druppel, #golf, #mechanowetting, #oppervlak, #Rijksuniversiteit Groningen, #TU Eindhoven, #zelfreinigend

Lees verder

research

( Foto: TU Eindhoven )

ENGINEERINGNET.BE - Het idee van mechanowetting is in de basis heel eenvoudig: leg een druppel op een transversale oppervlaktegolf en de druppel ‘loopt’ mee met de golf.

‘Waterdruppels hebben de eigenschap dat ze altijd op de top van die golf proberen te blijven. Als die top van de golf vooruit loopt, loopt de druppel dus mee’, vertelt Patrick Onck, hoogleraar aan de Rijksuniversiteit Groningen.

Dit werkt ook zo op een helling of een verticaal oppervlak: druppels kunnen hierdoor tegen de zwaartekracht in naar boven bewegen. De TU Eindhoven en de Rijksuniversiteit Groningen hebben op basis hiervan een manier bedacht om druppels te transporteren door middel van oppervlaktegolven. Edwin de Jong, promovendus in de groep van Onck, probeerde het idee van mechanowetting uit met een computermodel.

‘Toen het in theorie leek te werken, hebben onderzoekers van de TU Eindhoven een experiment bedacht om dit in de praktijk te testen. Onze modellen bleken goed te kloppen: de druppels gedroegen zich precies zoals we hadden bedacht.’

Eén van de toepassingen van mechanowetting is in lab-on-a-chip-systemen, complete laboratoria ter grootte van een creditcard waarop biologische vloeistoffen zoals bloed of speeksel kunnen worden getest. Daardoor kan het bloed van een patiënt aan het bed getest worden, en zijn uitslagen direct bekend.

‘Als we echt elke druppel apart kunnen sturen, kun je met een heel kleine beetje bloed al heel veel verschillende tests uitvoeren’, zegt Onck.

Druppels apart sturen kon al wel, met behulp van electrowetting. ‘Bij electrowetting beweegt een druppel door het aanbrengen van een elektrisch veld. Maar daarmee kunnen de biochemische eigenschappen van het monster veranderen, en dat wil je juist niet als je bloedtesten doet.'

Mechanowetting blijkt ook toepasbaar te zijn bij zelfreinigende oppervlakten. Een demonstratie van een actief, zelfreinigend oppervlak liet zien dat de druppels vuildeeltjes oppikken terwijl ze over het oppervlak bewegen.