Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

Snelheid van de microzwemmer bij verschillende ondergronden

Micrometers grote, zelfvoortstuwende bolletjes zwemmen sneller op een ondergrond van waterafstotende siliconen dan op water-aantrekkend glas of polyetheen. 'Bijna niemand had erbij stilgestaan dat de ondergrond ertoe doet', zegt ontdekker Stefania Ketzetzi, die het effect ontdekte, onderzocht en verklaarde. Ze publiceerde erover in het vakblad Physical Review Letters.

'Die ontdekking was eigenlijk toeval', zegt Ketzetzi, onderzoeker in de groep van Daniela Kraft. Ze doet onderzoek naar 'zwemmers': colloïdedeeltjes van enkele micrometers doorsnee die voor precies de helft zijn gecoat met een laagje platina.

Kleine raketjes
Als je zulke deeltjes in een oplossing van waterstofperoxide gooit, werkt het platina als katalysator. Die zet het waterstofperoxide om in water en zuurstof. Het ontstaan van die reactieproducten aan één kant van het deeltje stuwt het deeltje voort als een klein raketje. Zulke deeltjes worden actieve deeltjes genoemd; onderzoekers hopen ze in de toekomst te gebruiken als onderdelen van microrobots.

'Ik stuitte op dit effect toen ik aan een project werkte waar ik een ondergrond gebruikte van glas met een polymeercoating', zegt Ketzetzi over de publicatie in Physical Review Letters . 'Die zijn erg hydrofiel. Het viel me op dat de zwemmers veel trager waren. Waarom?' In overleg met groepsleider Kraft besloot Ketzetzi er dieper in te duiken.

Siliconen
Systematisch controleerden de onderzoekers of de elektrische lading van de ondergrond ertoe doet, maar dat leverde geen duidelijk resultaat op. Ook de ruwheid van de ondergrond leek niet veel uit te maken. Toen besloot Ketzetzi ondergronden met een verschillende waterafstotendheid te testen: het super-hydrofobe polydimethylsiloxaan ('siliconen') tegenover glas en polyetheen, bekend van boterhamzakjes. Het bleek dat dit het verschil maakt: de raketjes haalden op siliconen een snelheid van 2,8 micrometer per seconde, tegenover 1 micrometer per seconde op de andere ondergronden.

Hoe waterafstotend een oppervlak is, wordt gemeten in de contacthoek, de hoek die de rand van een waterdruppel maakt met het oppervlak. In hydrofiele oppervlakken spreidt de druppel zich plat uit op het oppervlak en is de contacthoek heel klein. Bij extreem hydrofobe oppervlakken, waarop waterdruppels soms als een bolletje blijven liggen, is de contacthoek juist groot. De onderzoekers zagen dat gelijke contacthoeken gelijke snelheden opleverden. Een hogere contacthoek betekent een hogere snelheid.

Toen was het tijd voor een verklaring, die werd gevonden met hulp van theoretisch natuurkundige Joost de Graaf van de Universiteit Utrecht. De contacthoek is gerelateerd aan de glibberigheid van de ondergrond: hoe groter de contacthoek, hoe glibberiger de ondergrond, en hoe gemakkelijker vloeistof langs die ondergrond stroomt.

Glibberigheid
'De glibberigheid van de ondergrond beïnvloedt de snelheid', zegt Ketzetzi. De voortstuwing komt namelijk door het stromen van vloeistof rond het deeltje. Als dat deeltje over een ondergrond beweegt, zal een deel van die stroming tussen het deeltje en het oppervlak stromen. Dat gaat gemakkelijker bij glibberige, waterafstotende oppervlakken. Bij hydrofiele oppervlakken voelt het water meer weerstand, dus is het moeilijker voor de stromingen om tussen deeltje en oppervlak te bewegen. Dit zal de voorstuwing van het deeltje inderen, en dus wordt de snelheid lager boven hydrofiele ondergronden.

Afdrukken | Mail door

Meer algemeen nieuws

> RoboTeam Twente gekwalific...
> Industrie in beweging: Han...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

Mooi nieuws!

Mooi nieuws!

Levensgevaarlijk?

Toon alle columns / opinies

Advertorial

Hoe sluit ik een elektromotor aan op Arduino?
Er bestaan vele manieren om kleine elektromotoren aan te sluiten op Arduino. De populairste en eenvoudigste daarvan is de aansluiting van de motor via een H-brug of via transistors. Als je een elektromotor aansluit op het Arduino-platform, onthoud dan dat deze aansluiting niet direct mag worden uitgevoerd, omdat dat beschadiging van het ontwikkelplatform kan veroorzaken.
[Lees meer ]

Vacature

Technical Sales Engineer - Test & Measurement
AR Benelux B.V.
In onze bijzondere omgeving zijn techniek en commercie de elkaar versterkende basisingrediënten. Ter uitbreiding van ons T&M team zijn we op zoek naar een nieuwe collega die in een dynamische omgeving de behoefte van de klant vertaalt naar een oplossing. Hierbij heb je vaak intensief contact met leverancier en klant. Lees meer

Advertorial

Geef uw werkzaamheden een professionele uitstraling     
Met de Brother P-touch labelprinters maakt u snel en eenvoudig onverwoestbare en slijtvaste labels, waarmee u elke klus verantwoord en professioneel kunt afwerken. De gelamineerde labels zijn verkrijgbaar in diverse kleuren en maten en bij uitstek geschikt voor het markeren van installaties, leidingen, buizen, bedrading en zelfs uw gereedschap.

Nu verkrijgbaar met 33% korting: bekijk de actie

Bedrijf in beeld

Bent u vodoende vertrouwd met PCB-ontwerp?

DELO Industrial Adhesives

AVE Added Value Electronics

Lezersaanbieding

Met de MPLAB PICkit 4 in-circuit debugger van Microchip kunt u bij PIC® en dsPIC® flash microcontrollers snel en gemakkelijk programmeren en fouten opsporen door gebruik te maken van de krachtige grafische gebruikersinterface van de MPLAB X geïntegreerde ontwikkelomgeving (IDE).

Nieuwsbrief

Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.