Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Kontrolowanie rozprzestrzeniania się cieczy po powierzchniach jest niezwykle ważne zarówno podczas tworzenia mikromacierzy DNA, w drukarkach atramentowych czy systemach lab-on-chip. Dotychczas jednak uczeni potrafili kontrolować ilość rozprzestrzeniającej się cieczy, ale nie kierunek jej wędrówki. Badacze z MIT-u (Massachusetts Institute of Technology) zaproponowali nową technikę, dzięki której możliwe jest zmuszenie kropli, by przesuwała się tylko w określonym kierunku. Okazało się, że utworzenie miniaturowych struktur na powierzchni, wymusza na kroplach ruch w określonym kierunku.

System opracowany przez profesor Evelyn N. Wang i studentów Kuang-Han Chu i Rong Xiao jest całkowicie pasywny. Miniaturowe struktury na powierzchni powodują, że kropla może poruszać się tylko w jednym kierunku. Wystarczy umieścić ją na odpowiednio przygotowanej powierzchni, by rozpoczęła wędrówkę.

Uczeni z MIT-u umieścili na krzemie małe krzemowe włókna, które z jednej strony pokryto złotem, by zgięły się w konkretnym kierunku. Naukowcy, chcąc udowodnić, że ruch kropli jest wywołany tylko i wyłącznie odpowiednim ukształtowaniem powierzchni, a nie jakąś reakcją chemiczną zachodzącą pomiędzy złotem a krzemem, użyli polimeru do pokrycia testowanej powierzchni, dzięki czemu woda miała kontakt tylko z jednym rodzajem materiału. Także i wówczas kropla poruszała się w określonym kierunku.

Profesor Wang zauważa, że co prawda badania jej zespołu znajdują się w bardzo wczesnym stadium, ale znajdą zastosowanie zarówno w mikrobiologii, systemach testujących, urządzeniach odsalających wodę czy chłodzących układy scalone.

Share this post


Link to post
Share on other sites

no nie.. to jest fascynujące odkrycie. ciekawe kiedy odkryją że mikrorowki na powierzchni jakiegoś tam materiału również wpływają na ruch kropli cieczy. Albo ruch po śladzie pozostawionym przez inną kroplę.

 

Każde dziecko obserwujące krople wody spływające po szybie dochodziło do podobnych wniosków co ci "naukowcy" i jak tanio! :D ile razy pośliniło się palca, zostawiając mały ślad na szybie po którym podążały inne krople, albo przykleiło nitkę do szyby, czy wykorzystało inne substancje żeby uzyskać ten sam efekt...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mimo to odkrycie wydaje się ważne - bo dzięki niemu można zapewne bardziej złożone struktury (i bardziej w skali mikro) robić niż za pomocą poślinionego palca ;)

 

Pamiętam że jakiś czas temu (z pół roku) na KW był artykuł mówiący o tym, że udało się stworzyć materiał po którym ciecz się wspinała, zamiast spływać. Zapewne bazował on na siłach kapilarnych. No ale siły kapilarne to jeden ze sposobów - nie zaszkodzi znać drugiego :D

 

Pytanie tylko, jak drogie jest wykonywanie takich powierzchni ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

cyberant

Tyle, że nie ma co porównywać kropli spływającej (grawitacja) do wyżej wymienionej m.in. "pędzącej" w górę.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Inżynierowie z MIT i Penn State University odkryli, że w odpowiednich warunkach krople zwykłej czystej wody umieszczone na przezroczystym podłożu tworzą żywe kolory bez dodatku atramentów czy tuszy. W artykule opublikowanym na łamach Nature uczeni informują, że na powierzchni pokrytej mgiełką z kropli wody oświetlonych pojedynczą lampą można uzyskać żywe kolory pod warunkiem, że wszystkie krople są tych samych rozmiarów.
      Mamy tutaj do czynienia z iryzacją, która zachodzi gdy światło wchodzi w interakcje ze strukturą geometryczną obiektu. Amerykańscy naukowcy stworzyli model, który pozwala przewidzieć, jaki kolor uzyskamy z danej kropli w zależności od jej struktury i warunków. Model ten może zostać wykorzystany do projektowania papierków lakmusowych bazujących na niewielkich kroplach czy do tworzenia zmieniających kolor tuszy i barwników używanych w produktach kosmetycznych.
      Syntetyczne barwniki używane w produktach konsumenckich w celu uzyskania żywych barw mogą nie być tak bezpieczne dla zdrowia, jak powinny. Użycie niektórych z nich jest mocno ograniczone, dlatego też przemysł poszukuje innych możliwości produkcji barwników, mówi Mathias Kolle, profesor z MIT.
      W ubiegłym roku Amy Goodling i Lauren Zarzar z Penn State badały przezroczyste krople wykonane z mieszanin olejów o różnej gęstości. Obserwowały ich interakcje na szalce Petriego. W pewnym momencie zauważyły, że krople są zadziwiająco błękitne. Zrobiły więc zdjęcie i wysłały do profesora Kolle z pytaniem, skąd się bierze taki kolor.
      Uczony początkowo sądził, że ma do czynienia z rozpraszaniem, podobnym do tego, które tworzy tęczę. Jednak krople nie były sferami ale półsferami na płaskiej powierzchni. Okazało się, że mamy do czynienia z innym zjawiskiem. Półsfery łamią symetrię, a wklęśnięta powierzchnia sfer powoduje, że pojawia się zjawisko nieobecne w idealnych sferach – całkowite wewnętrzne odbicie (TIR).
      Po trafieniu do wnętrza półsfery światło może odbić się kilkukrotnie, a sposób, w jaki promienie wchodzą w interakcje podczas opuszczania półsfery decyduje o tym, czy uzyskamy kolor czy nie. Na przykład dwa promienie białego światła wchodzące i wychodzące z półsfery pod tym samym kątem mogą w jej wnętrzu odbijać się zupełnie inaczej. Jeśli jeden z nich odbije się trzy razy, będzie miał dłuższą drogę niż ten, który odbije się dwukrotnie, zatem opuści półsferę nieco później. Jeśli dojdzie do interferencji, to różnica faz spowoduje, że zobaczymy kolor, a zjawisko to będzie znacznie silniejsze w mniejszych niż w większych kroplach.
      Uzyskany kolor zależy też od struktury półsfer, na przykład od ich rozmiaru i krzywizn. Naukowcy stworzyli matematyczny model, pozwalający im przewidzieć, jaki kolor otrzymają w danych warunkach, a następnie przetestowali go w laboratorium.
      Na szalce Petriego stworzyli cały zbiór kropli o identycznych rozmiarach, a następnie oświetlili je pojedynczym promieniem białego światła. Następnie całość rejestrowali za pomocą kamery, która krążyła wokół szalki. Zaobserwowali dzięki temu jak zmieniają się kolory w miarę zmiany kąta obserwacji. W ramach innego eksperymentu stworzyli na szalce krople o różnych rozmiarach i sprawdzali, jaki ma to wpływ na kolor. Okazało się, że w miarę jak kropla była coraz większa uzyskany kolor był coraz bardziej czerwony, ale po przekroczeniu pewnej granicy wielkości kropli powracał do niebieskiego. To zjawisko, które było zgodne z modelem teoretycznym, gdyż im większa kropla tym większe przesunięcie faz promieni światła.
      Ponadto sprawdzono też wpływ krzywizn kropli na kolor. Różne krzywizny uzyskano umieszczając krople na mniej lub bardziej hydrofobowych podłożach.
      Co jednak najbardziej interesujące z punktu widzenia praktycznych zastosowań, uczeni uzyskali podobne efekty w stałym materiale. Wydrukowali krople o różnych kształtach, wielkościach i z różnego rodzaju przezroczystych polimerów, a po poddaniu ich działaniu promieni światła okazało się, że również i w ten sposób można uzyskiwać żywe kolory.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Juuso Nissilä, fizjolog z Uniwersytetu w Oulu, odkrył, że na powierzchni mózgu zwierząt występują światłoczułe białka. Dalsze badania wykazały, że opsyna-3, którą można znaleźć w ludzkiej siatkówce, pojawia się też w 18 regionach naszego mózgu. Stąd pomysł na leczenie sezonowego zaburzenia afektywnego (SAD) za pomocą naświetlania przez kanał słuchowy.
      Sezonowe zaburzenie afektywne, nazywane popularnie depresją sezonową, zatruwa co roku życie wielu osób. Pojawia się w październiku-listopadzie i znika dopiero w okolicach marca-kwietnia. Badania wykazały, że epizody mają związek z temperaturą i ilością światła, dlatego by z nimi walczyć, stosuje się fototerapię.
      Skuteczność fototerapii pozostaje jednak dyskusyjna, a Finowie twierdzą, że mają podejrzenia dlaczego: światłoczułe regiony mózgu mogą w patogenezie sezonowego zaburzenia afektywnego odgrywać ważniejszą rolę niż komórki światłoczułe oczu.
      Jak tłumaczy Nissilä, białka światłoczułe występują w mózgu w dużych ilościach w rejonach zaangażowanych w wytwarzanie i magazynowanie neuroprzekaźników: serotoniny, melatoniny oraz dopaminy. Warto przypomnieć, że odpowiadają one za regulację nastroju oraz rytmu snu i czuwania. Zespół z Oulu przeprowadził testy kliniczne, w ramach których przez miesiąc ochotnicy przechodzili 8-12-minutowe sesje z diodami LED o mocy świecenia rzędu 6-8,5 lm. Gdy polegano na kwestionariuszach samoopisu, remisję odnotowano u 92% badanych z głębokim SAD, kiedy wyniki testu oceniał psychiatra, odsetek spadał do 77%.
      Nie ma żadnych dowodów, że doświetlanie za pośrednictwem oczu ma jakikolwiek wpływ na nastrój, natomiast my mamy dowody, że w przypadku światłoczułych białek powierzchniowych mózgu jest coś na rzeczy. Kość dość dobrze przewodzi światło. Jeśli umieścimy w czaszce latarkę, snop światła będzie doskonale dostrzegalny, dlatego teraz sądzę, że światło docierające do powierzchni mózgu przez czaszkę stanowi ważny czynnik.
      Czemu doświetlanie właśnie przez kanały słuchowe? Finowie podkreślają, że kość wokół nich jest cienka, a w dodatku na powierzchni mózgu w tej okolicy jest niedużo naczyń krwionośnych. To ważne, bo krew silnie pochłania światło.
      Nissilä założył firmę Valkee, która produkuje specjalne zestawy; w Europie kosztują one 290 dolarów. W każdą "słuchawkę" wbudowana jest biała dioda LED, generująca fale o długości zbliżonej do światła słonecznego.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas Fifth International Symposium on Networks-on-Chip 2011 specjaliści z MIT-u zdobyli nagrodę za najlepsze opracowanie naukowe symulatora układu scalonego. Ich program Hornet modeluje działanie wielordzeniowego procesora znacznie lepiej niż inne tego typu oprogramowanie. Potrafił znaleźć w oprogramowaniu błędy, których inne symulatory nie zauważyły.
      Teraz Hornet został znakomicie udoskonalony i wyposażony w nowe funkcje. Jego nowa wersja potrafi symulować zużycie energii, komunikację między rdzeniami, interakcję pomiędzy CPU a pamięcią oraz obliczyć czas potrzebny na wykonanie poszczególnych zadań.
      Symulatory są niezwykle ważne dla firm produkujących układy scalone. Zanim przystąpi się do produkcji kości przeprowadzane są liczne testy ich działania na symulatorach.
      Dotychczasowe symulatory przedkładały szybkość pracy nad dokładność. Nowy Hornet pracuje znacznie wolniej niż jego starsze wersje, jednak dzięki temu pozwala na symulowanie 1000-rdzeniowego procesora z dokładnością do pojedynczego cyklu. Hornet jest nam w stanie wyliczyć, że ukończenie konkretnego zadania będzie np. wymagało 1.223.392 cykli - mówi Myong Cho, doktorant z MIT-u.
      Przewaga Horneta nad konkurencją polega też na tym, że inne symulatory dobrze oceniają ogólną wydajność układu, mogą jednak pominąć rzadko występujące błędy. Hornet daje większą szansę, że zostaną one wyłapane.
      Podczas prezentacji Cho, jego promotor profesor Srini Devadas i inni studenci symulowali na Hornecie sytuację, w której wielordzeniowy procesor korzysta z nowej obiecującej techniki przetwarzania danych pacjentów. Hornet zauważył, że niesie ona ze sobą ryzyko wystąpienia zakleszczenia, czyli sytuacji, w której różne rdzenie, aby zakończyć prowadzone obliczenia, czekają nawzajem na dane od siebie. Powoduje to, że zadania nie mogą być zakończone, gdyż rdzenie nawzajem siebie blokują. Żaden inny symulator nie zasygnalizował tego problemu. Hornet pozwolił też na przetestowanie zaproponowanego przez naukowców sposobu na uniknięcie zakleszczenia.
      Zdaniem jego twórców Hornet, ze względu na swoje powolne działanie, posłuży raczej do symulowania pewnych zadań, a nie działania całych aplikacji. Przyda się zatem tam, gdzie zajdzie potrzeba upewnienia się, czy nie występują żadne nieprawidłowości czy też do statystycznego zbadania możliwości wystąpienia błędów.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Studenci najsłynniejszej uczelni technicznej świata - MIT-u (Massachusetts Institute of Technology) - mogą otrzymać od władz uczelni certyfikat ukończenia kursu... piractwa. I nie chodzi tutaj o piractwo komputerowe, a to prawdziwe, morskie.
      Uczelnia postanowiła uczynić oficjalnym zwyczaj, który był praktykowany przez jej studentów przez co najmniej 20 lat. MIT wymaga, by uczący się ukończyli w czasie studiów co najmniej 4 różne kursy wychowania fizycznego. Teraz ci, którzy z powodzeniem ukończą strzelanie z pistoletu, łuku, żeglarstwo i szermierkę otrzymają oficjalny certyfikat
      Carrie Sampson Moore, dziekan wydziału wychowania fizycznego, mówi, że co roku kontaktowali się z nią studenci, prosząc o wydanie zaświadczenia o ukończeniu kursu pirata. Zawsze mówiłam im, że to inicjatywa studencka i byli bardzo rozczarowani - stwierdziła Moore.
      Od początku bieżącego roku postanowiono, że uczelnia zacznie wydawać oficjalne certyfikaty. Drukowane są one na zwoju pergaminu z równą starannością jak inne uczelniane dyplomy. Właśnie otrzymało je czterech pierwszych piratów, a w kolejce czekają następni.
      Mimo, iż cała ta historia może brzmieć niepoważnie, to certyfikat i warunki jego uzyskania są traktowane przez uczelnię całkiem serio. Przyszli piraci nie mogą liczyć na żadną taryfę ulgową, a otrzymanie świadectwa ukończenia kursu wiąże się ze złożeniem przysięgi. Stephanie Holden, która znalazła się w czwórce pierwszych piratów, zdradziła, że musiała przysiąc, iż ucieknie z każdej bitwy, której nie będzie mogła wygrać i wygra każdą bitwę, z której nie będzie mogła uciec.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak dowiadujemy się z książki Case, Argument Structure and Word Order autorstwa profesora Shigeru Miyagawy, lingwisty z MIT-u, języki są znacznie bardziej podobne, niż się nam wydaje.

      W języku angielskim znalezienie dopełnienia bliższego jest stosunkowo proste. Występuje ono zaraz przy czasowniku. W zdaniu „I gave a book to Mary“ (Dałem książkę Marysi) dopełnienie bliższe „book“ znajdziemy przy czasowniku „gave“, a dopełnienie dalsze „Mary“ jest od niego oddalone. Inaczej jednak ma się sprawa z językiem japońskim, którego szyk jest znacznie bardziej luźny. Tam dopełnienie bliższe oznaczone jest przyrostkiem -o. W zdaniu „Taroo-wa hon-o kinoo katta“ porządek wyrazów jest następujący - „Taro książkę wczoraj kupił“. „Książka“ (hon-o) jest dopełnieniem bliższym, jednak nie sąsiaduje ono z wyrazem „kupił“ (katta).

      Dla kogoś uczącego się języka, szczególnie gdy w jego rodzinnym języku szyk zdania jest bardziej sztywny niż w japońskim, może być to poważnym problemem. Japoński i angielski wydają się bardzo różnić od siebie. Jednak profesor Miyagawa dowodzi, że z punktu widzenia lingwisty różnice nie są aż tak wielkie.

      Mamy do czynienia z interesującym napięciem pomiędzy różnicami a podobieństwami. Ludzkie języki są zadziwiająco różne. Każdy z nich ma unikalne właściwości odróżniające go od 6500 czy 7000 innych języków. Jeśli jednak spojrzymy na nie z punktu widzenia lingwisty zauważymy, że istnieją właściwości wspólne wszystkim językom.

      Uczony wykazuje w swojej książce, że pomiędzy angielskim a japońskim następuje rodzaj pewnej wymiany. Japoński i angielski przyjmują reguły, które drugi język porzucił. Miyagawa zauważył, że w VIII i IX wieku w japońszczyźnie przyrostek -o nie był używany na oznaczenie dopełnienia bliższego. Używano go do oznaczania emfazy. W tym samym czasie język angielski używał znaków gramatycznych (takich jak obecny dopełniacz saksoński) na oznaczenie dopełnienia bliższego występującego w bierniku. Ponadto szyk zdania był znacznie bardziej luźny niż we współczesnym angielskim. Dopełnienie bliższe mogło pojawić się w wielu miejscach zdania.

      Patrząc z punktu widzenia gramatyki stary japoński jest jak współczesny angielski. A stary angielski i łacina są jak współczesny japoński, stwierdza Miyagawa. Do takiej „wymiany zasad“ pomiędzy japońskim a angielskim dochodziło, gdy języki te nie miały ze sobą żadnej styczności, zatem nie można zjawiska tego tłumaczyć wzajemnym wpływem.

      Znalezienie takich wzorców jest bardzo trudne. Wiele z nich wymaga bowiem szczegółowych wieloletnich badań. Profesor Miyagawa zawarł w książce wyniki swojej 30-letniej pracy naukowej oraz przegląd prac innych autorów. Jego spostrzeżenia zostały wzmocnione niedawno opublikowaną pracą Yuko Yanagidy z Tsukuba University. Również ona zauważyła, że w starym japońskim występuje sposób oznaczania dopełnienia bliższego, który jest podobny do metody używanej czasem we współczesnym angielskim. W jednej z fraz występuje bowiem połączenie dopełnienia bliższego i czasownika „tuki-sirohu“, co przypomina np. współczesne angielskie „bird-watching“, a podobną konstrukcję można znaleźć w języku Czukczów „qaa-tym-ge“..

      Szczególnie zadowoleni z książki Miyagawy są lingwiści badający ewolucję języków. Niezbyt wiele języków zachowało historyczne zapiski i tylko niektóre z nich przydają się do badania zmian. Większość takich jeżyków to języki indoeuropejskie. Dobrze przeprowadzona analiza zmian w języku japońskim jest zatem niezwykle cenna - powiedział David Lightfood z Georgetown University.

      Miyagawa zauważył też inne podobieństwa. Na przykład w języku japońskim występuje, podobnie jak i w angielskim tzw. „efekt blokujący“. Polega on na tym, że np. w angielskim można zastąpić wyraz „curious“ wyrazem „curiosity“, ale nie można zastąpić wyrazu „glorious“ słowem „gloriosity“. Dzieje się tak, gdyż istnieje wyraz „glory“. W japońskim efekt blokujący występuje na bardzo szeroką skalę. Nikt jednak nie przeprowadził wcześniej takiego porównania - mówi Miyagawa.

      Pracę profesora chwali też John Whitman z Cornell University. Lingwiści mają tendencję do myślenia, że ich własny język zawsze stosował się do tych samych podstawowych reguł. Ale Shigeru Miyagawa wykazał, że japoński sprzed 1000 lat był różny od współczesnego języka - mówi. Jego zdaniem kolejnym krokiem w tego typu badaniach powinno być podzielenie badanych okresów na mniejsze części. Miyagawa pokazał zmiany na przestrzeni setek lat. Warto byłoby zobaczyć, jak zmienia się język np. co 50 lat.
       
×
×
  • Create New...