Naukowcy z Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego opisali mechanizm podnoszenia bezwładnościowego, czyli windy działającej na cząstki o dowolnej wielkości w mikrokanałach wypełnionych cieczą. Zostało to ogłoszone w komunikacie prasowym.
Zachowanie się cząstek w kanałach o grubości kilku mikronów zależy od liczby Reynoldsa, która opisuje przepływ lepkiego płynu. Może na nie działać siła podnosząca, w wyniku której przemieszczają się one w poprzek nurtu i utrzymują w pewnej odległości od ścian kanału. Dzięki temu dokładne obliczenia ruchu cząstek w kanale pozwalają na dobór warunków, w których następuje sortowanie cząstek.
Zdjęcie: Moskiewski Uniwersytet Państwowy.
Ponieważ na cząstki oddziałuje jednocześnie kilka sił, ich zachowanie jest trudne do teoretycznego opisania, dlatego w poprzednich badaniach uciekali się do uproszczeń. Na przykład naukowcy zaniedbali rozmiar cząstek, przedstawiając je jako punkty, lub rozważali te, które poruszają się w pobliżu ściany kanału.
Naukowcy opracowali model, który przewiduje zachowanie cząstek o skończonej wielkości w środku kanału. W ten sposób udało im się uwzględnić interakcję cząstek ze ścianą. Okazało się, że jeśli gęstość mikroskopijnego ciała różni się od gęstości cieczy, to wpłynie na nią również siła grawitacji i siła Archimedesa, która może przesunąć stan równowagi.
Przy małych wartościach liczby Reynoldsa kuliste cząstki mogą przelatywać nad ścianą kanału, znajdując się na określonej „wysokości”. To ostatnie zależy od wielkości i gęstości cząstek, dlatego możliwe jest efektywne sortowanie cząstek w wąskich, a nie szerokich kanałach. Można to wykorzystać do przesiewania komórek nowotworowych od zdrowych w badaniach medycznych.