Marie Leroy
Une nouvelle method de mesure a été développée pour visualiser l’écoulement et la distribution du fluide au sein de deux gouttelettes en lévitation et fusionnées dans l’espace à l’aide de particules émettant de la fluorescence. Cette technique a permis d’estimer le mouvement du fluide au sein de chaque gouttelette, révélant ainsi le flux interne provoqué par les vibrations de area lorsque la fusion des gouttelettes favorise le mélange des fluides.
Généralement, la manipulation de liquides nécessite des contenants. Cependant, la technologie des ultrasons peut créer un « laboratoire sur une goutte », un environnement de exam ultracompact, dans lequel plusieurs gouttelettes de liquide de plusieurs millimètres de diamètre peuvent flotter et se mélanger dans l’espace, sans l’influence d’un récipient. Des chercheurs de l’Université de Tsukuba ont développé une approach pour fusionner deux gouttelettes, difficiles à mélanger en raison de leur petite taille dans cette configuration de laboratoire sur goutte, et une méthode pour mesurer leur mélange à l’aide d’une méthode d’imagerie couleur sélective.
Ici, la procedure de mélange utilise un réseau à ultrasons, qui crée un point focal où les gouttelettes peuvent flotter de manière aléatoire by way of des ondes ultrasonores irradiantes provenant d’une grille 7 × 7 de transducteurs ultrasoniques avec déphasage. Cette approach a réussi à faire léviter simultanément deux gouttelettes identiques, les conduisant à entrer en collision et à fusionner.
Pour mesurer le degré de mélange, il est essentiel de déterminer le débit du fluide au sein de chaque gouttelette. Ici, les chercheurs ont utilisé des particules émettrices de fluorescence rouge et verte une gouttelette contenait des particules qui émettent une fluorescence rouge sous irradiation par une lumière ultraviolette, tandis que l’autre contenait des particules qui émettent une fluorescence verte.
Au fur et à mesure que les gouttelettes fusionnaient, le mouvement de chaque particule fluorescente a été photographié en détail à l’aide d’une caméra à grande vitesse, capturant ainsi leur état de mélange. Sur la foundation de l’échelle de temps requise pour le mélange, une analyse comparative de la différence entre le mélange de fluides dû aux vibrations interfaciales lors de la coalescence et à la diffusion moléculaire a révélé que le mélange provoqué par les vibrations interfaciales était prédominant. Par conséquent, les résultats de cette recherche sont prometteurs pour améliorer l’application et faire progresser les dispositifs de laboratoire sur une seule goutte.
