马德里卡洛斯三世大学 信用:实体审查信(2020)
DOI: 10
1103/PhysRevLett
125
114502 卡洛斯三世大学(UC3M)的研究人员发表了一篇科学论文，为开发一种更精确的方法来测量液体细丝和具有粘性表面的生物膜的表面粘度奠定了基础
这一发展可应用于食品、制药或生物医药行业
液体细丝可以在我们日常生活的各种环境中找到，比如自来水、沐浴露或我们放在咖啡里的牛奶
在生物学水平上，它们存在于生物体内部发生的过程中，“例如囊泡的伸展和破裂、细胞分裂或细胞内蛋白质覆盖的细丝等
除此之外，它们在许多需要精确控制墨滴产生的技术中也很重要，例如在3D打印和添加剂制造中
这些液体细丝由于它们的表面张力而固有地不稳定，导致一个过程，其中小的扰动被放大，导致液滴破碎
例如，这可以在唾液丝中看到，唾液丝在我们的嘴唇上形成，最终在说话时以液滴的形式排出，或者在淋浴的水流中，当水流非常窄时“破裂”，最终形成小液滴
“这是因为对于固定的给定体积，球体是具有最小表面的几何形状，所以采用球形可以最小化表面能，”UC3M流体力学小组的亚历杭德罗·马丁内斯·卡尔沃和亚历杭德罗·塞维利亚·圣地亚哥解释道
在他们最近发表在《物理评论快报》杂志上的研究中，他们从理论和数值上研究了一种情况，在这种情况下，细丝表面是粘性的，这种情况发生在表面被一定浓度的分子(通常称为表面活性剂)覆盖的时候
在某些情况下，这些类型的分子能够形成一个复杂的结构，给表面一些流动阻力，这表现在表面粘度
测量液体细丝和由这些分子组成的生物膜的表面粘度系数目前是一个挑战，因为与细丝表面和其内部的流体动力学耦合相关的物理化学复杂性
在他们的工作中，科学家们发现了一个新的通用框架，其中表面张力与表面粘滞力处于动态平衡，导致细丝半径呈指数变薄，直到它最终呈现球形囊滴的形式，时间衰减仅取决于表面属性，其中包括表面粘度
这项工作将是开发一种非侵入性的粘度系数测量方法的重要一步，这种方法将比目前可用的方法具有更高的精度
当前的测量方法利用移动的机械部件来扭曲界面，例如放置在表面上并以受控方式移动的圆锥体、平板、圆柱体或圆环
这些侵入性方法除了其自身要测量的表面粘滞力之外，还会产生引起表面弹性力的分子浓度变化
“在我们研究的这种配置中，界面的变形不是由系统外部通过机械方法引起的，而是自发发生的
因此，可以根据我们的想法开发的测量技术将是非侵入性的，因为使用照相技术测量灯丝扭曲的速度就足够了，”研究人员说
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