Μηχανισμός «Pac-Man» μετακινεί μικροσκοπικά σωματίδια

Posted on 12/12/2020

0


Μια νέα τεχνική μετακίνησης μικροσκοπικών σταγονιδίων σε μια επιφάνεια μας θυμίζει ένα από τα δημοφιλέστερα ηλεκτρονικά παιχνίδια της δεκαετίας του 1980

Tμήμα της οθόνης του ηλεκτρονικού παιχνιδιού Pac-Man. Ο Πάκ-Mαν έχει χρώμα κίτρινο, σχήμα σφαιρικό και διαθέτει ένα στόμα που ανοιγοκλείνει καταβροχθίζοντας τελείες και φρουτάκια-έπαθλα στην προσπάθειά του να ξεγλιστρήσει από τέσσερα φαντασματάκια, που τον καταδιώκουν σε έναν λαβύρινθο. Το όνομα του προέρχεται από την ιαπωνική λέξη «πάκου-πάκου» – σημαίνει ‘στόμα που ανοιγοκλείνει’. Ο γιαπωνέζος δημιουργός του λέγεται ότι συνέλαβε την ιδέα σ’ ένα πάρτι, όταν είδε μια πίτσα από τον οποία έλειπε ένα κομμάτι. Μπορείτε να παίξετε Pac-Man ΕΔΩ

Στο βίντεο που ακολουθεί βλέπουμε μια σταγόνα υγρού που κινείται σαν τον Pac-Man «καταβροχθίζοντας» τα μικρότερα σταγονίδια που βρίσκει στο δρόμο της. Οι ερευνητές μπορούν να επαναλάβουν αυτή τη διαδικασία και να καθοδηγήσουν το σταγονίδιο με μέγεθος μικρομέτρου διαμέσου ενός λαβυρίνθου και να συλλέξουν στερεά σωματίδια κατά μήκος της διαδρομής.

Ο Δήμος Πουλικάκος και οι συνεργάτες του στο Πολυτεχνείο της Ζυρίχης (ETH) ανέπτυξαν τον μηχανισμό που θυμίζει Pac-Man, για την εκτέλεση εργασιών σε μελλοντικές τεχνολογίες μικροσυσκευών – Lab-on-Chip (LοC). Το σύστημα επιτρέπει σε έναν πειραματιστή να μετακινεί μια μικροσκοπική σταγόνα προς οποιαδήποτε κατεύθυνση σε μια επιφάνεια ανοιχτή στον αέρα και να χρησιμοποιεί το σταγονίδιο για να μαζεύει και να μετακινεί μικρά, στερεά σωματίδια.

Κάθε βήμα στην κίνηση του σταγονιδίου προκαλείται από την συγχώνευσή τους με μικρότερα σταγονίδια που τοποθετούνται μπροστά του με ακροφύσιο. Μια τέτοια συγχώνευση πραγματοποιείται κάθε 100 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Συνολικά, το αρχικό σταγονίδιο «Pac-Man» διατηρεί το μέγεθός του, επειδή χάνει συνεχώς υγρό από εξάτμιση, αλλά το αναπληρώνει με τον ίδιο ρυθμό «τρώγοντας» τα δευτερεύοντα σταγονίδια.

Εκτός από τους ελιγμούς, το σταγονίδιο μπορεί επίσης να εκτελεί εργασίες όπως καθαρισμό μιας «βρώμικης» επιφάνειας καλυμμένης από μικροσκοπικά σωματίδια ή την μεταφορά ενός μικρού στερεού «πακέτου» από μια θέση σε κάποια άλλη. Το σύστημα σταγονιδίων Pac-Man μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμο στην συνένωση συστατικών κατά την κατασκευή υλικών ή σε χημικές αντιδράσεις σε μια συσκευή lab-on-chip.

Ένα υγρό σταγονίδιο συλλέγει σωματίδια από μια γυάλινη επιφάνεια.

«Αυτοκινούμενο σταγονίδιο Pac-Man» μεταφέρει ένα στερεό σωματίδιο

διαβάστε περισσότερα ΕΔΩ: “Pac-Man” Mechanism for Moving Tiny Droplets