Mecânica

Bomba de luz faz líquidos fluírem sem peças móveis

Bomba faz líquidos fluírem usando apenas luz
O princípio da bomba de luz ainda não é bem compreendido pelos cientistas, mas o líquido flui sem nenhuma dúvida. [Imagem: Yanan Wang et al. - 10.1126/sciadv.1700555]

Bombeando líquidos com luz

Já pensou em bombear líquidos usando luz, sem que a bomba precise ter nenhuma peça se movendo?

Foi o que conseguiram Shuai Yue e seus colegas da Universidade de Houston, nos EUA.

A microbomba funciona com base em um princípio optofluídico descoberto pela mesma equipe em 2017, quando eles demonstraram um acoplamento entre a fotoacústica e um fluxo acústico - em termos simples, um laser gera uma onda ultrassônica que impulsiona um líquido.

Agora, a equipe fabricou uma microbomba recobrindo uma pastilha de quartzo (óxido de silício) de cerca de um centímetro quadrado com uma finíssima camada de átomos de ouro - eles calculam em 1016 átomos de ouro por centímetro quadrado.

Quando um pulso de laser atinge a pastilha, as nanopartículas de ouro geram uma onda ultrassônica, que então empurra o líquido em sua superfície via fluxo acústico.

Uma vantagem imbatível da bomba de luz é que as nanopartículas oferecem um número quase ilimitado de alvos para o laser, que pode ser direcionado com muito mais precisão do que uma microbomba mecânica.

"Nós podemos usar o laser para fazer os líquidos se moverem em qualquer direção," disse o professor Jiming Bao.

Além da imaginação

O fato de usar ouro não deve ser um grande empecilho à aplicação prática dessa microbomba optofluídica devido às minúsculas quantidades usadas - as memórias e a maioria dos contatos dos computadores usam ouro em quantidades maiores.

Seu principal uso deverá ser nos biochips e microlaboratórios, aplicações de uma tecnologia conhecida como microfluídica.

A equipe admite que ainda não sabe explicar em detalhes o fenômeno que ocorre na pastilha para impulsionar o líquido com tanta precisão. Mas eles pretendem descobrir.

"Nós queremos entender melhor os mecanismos de funcionamento desse negócio, o que poderá descortinar algo além da nossa imaginação," disse o pesquisador Wei-Kan Chu.

Bibliografia:

Laser streaming: A novel photoacoustic streaming principle and its application in microfluidic driving
Shuai Yue, Yanan Wang, Qiuhui Zhang, Feng Lin, Nzumbe Epie, Suchuan Dong, Dong Liu, Wei-Kan Chu, Zhiming Wang, Jiming Bao
Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: Accepted Paper
DOI: 10.1126/sciadv.1700555

Laser streaming: Turning a laser beam into a flow of liquid
Yanan Wang, Qiuhui Zhang, Zhuan Zhu, Feng Lin, Jiangdong Deng, Geng Ku, Suchuan Dong, Shuo Song, Md Kamrul Alam, Dong Liu, Zhiming Wang, Jiming Bao
Science Advances
Vol.: 3, no. 9, e1700555




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