Crediti:Shihao Xu, Xiaowei Liu, Zehua Yu e Kang Liu
L'acqua, inaspettatamente, ha il potenziale per resistere a un'enorme forza di allungamento o tensione a causa della sua forza di coesione interna. In condizioni di tensione estrema, la pressione idrostatica dell'acqua risulterebbe assolutamente negativa. La comprensione di uno stato di non equilibrio termodinamico così unico nel diagramma di fase dell'acqua è ancora sfocata, il che ha suscitato molta curiosità nel campo. Tuttavia, dopo che i botanici l'hanno scoperto per la prima volta nello xilema degli alberi, questa cosiddetta pressione negativa dell'acqua allungata potrebbe essere progettata per generare differenze di pressione estremamente grandi. È stato impiegato in una serie di applicazioni avanzate di trasferimento di calore e massa, tra cui l'albero sintetico su chip per l'estrazione continua dell'acqua, membrane nanoporose con flussi di calore interfacciali estremamente elevati e così via.
I ricercatori dell'Università di Wuhan in Cina, guidati dal Prof. Kang Liu, hanno ideato un approccio di caratterizzazione ottica senza contatto per rilevare con precisione il valore della pressione negativa nell'acqua allungata, in particolare nei sistemi microfluidici. Questo metodo impedisce il contatto diretto con l'acqua allungata e riduce la necessità di componenti di misurazione complicati. La loro idea è di iniziare con la deformazione di una superficie dell'idrogel causata dalla pressione negativa estremamente grande che si accumula nei vuoti dell'idrogel. Stabilendo un collegamento tra la pressione negativa nei vuoti dell'idrogel e la deformazione della superficie dell'idrogel, il valore esatto della pressione negativa potrebbe essere derivato in base all'entità della deformazione e ai parametri geometrici misurati dei vuoti dell'idrogel. Inoltre, i ricercatori dimostrano anche le sue ulteriori potenziali applicazioni come la mappatura della pressione negativa di un flusso dinamico nel microcanale.
La ricerca è stata pubblicata in Frontiers of Optoelectronics . + Esplora ulteriormente
