Una delle pubblicazioni più importanti in fisica, Revisione fisica X , accettato un articolo di Sangwoo Shin, un assistente professore di ingegneria meccanica all'Università delle Hawaii a Mānoa. L'articolo è intitolato Accumulo di particelle colloidali in giunzioni di flusso indotte da flusso di fluido e diffusioforesi.

Shin esamina come le falde acquifere sotterranee, fratture idrauliche, gli habitat costieri e i sistemi di filtrazione dell'acqua si occupano tutti del flusso di acqua che contiene particelle in sospensione. Tipicamente, ci si aspetta che queste particelle si muovano insieme al flusso del fluido a meno che le particelle non siano abbastanza grandi da ostruire il canale o abbastanza appiccicose da aderire ai confini.

Però, questo non è sempre il caso quando ci sono soluti disciolti nel fluido. Shin e il suo team mostrano che le particelle possono rimanere intrappolate e ostruire rapidamente grandi canali di flusso a causa dei soluti disciolti.

Quando due flussi con diverse concentrazioni di soluto sono in contatto vicino a una giunzione, all'interfaccia si forma un forte gradiente di soluto, permettendo alle particelle di muoversi contro la direzione del flusso.

Di conseguenza, le particelle si accumulano vicino all'ingresso dei pori, occupando rapidamente il poro. Questo comportamento ha importanti implicazioni per l'intasamento di un mezzo poroso, dove particelle di ordini di grandezza inferiori alla larghezza dei pori possono accumularsi e bloccare i pori in un breve periodo di tempo.

Possibili esempi pratici di questo intrappolamento di particelle includono lo sviluppo di biofilm microbici e streamer di biofilm in determinati habitat naturali, così come interrompere le infezioni microbiche orali e gastrointestinali nel corpo umano.

La ricerca del team mostra anche che questo effetto può essere utilizzato come strumento utile per separare biomolecole come il DNA per applicazioni biomediche.

Shin è stato tra i 100 principali scienziati al mondo a un raduno globale di novembre di individui lungimiranti provenienti da più di 75 paesi.