Поверхностно-активные вещества могут эффективно проходить лабиринты. Международная группа учёных разработала математическую модель, описывающую физические процессы, происходящие в данном случае.
Недавно исследователи обнаружили, что поверхностно-активные вещества, или сурфактанты, содержащиеся в мыле, могут естественным образом находить кратчайший путь через лабиринт.
Лабиринты служат моделью для сложных разветвленных сетей, например, легких.
Изучение механизмов движения веществ в лабиринтах может быть ключом к пониманию перемещения жидкостей и лекарств по таким сетям. находить Разработать новые, более действенные методики лечения и улучшить доставку лекарственных препаратов.
Международная группа учёных описала математическую модель, объясняющую данное явление. Статья… опубликована в журнале Physical Review Letters.
Ученые помещали окрашенное мыло в лабиринт из молока и сливок. Природные поверхностно-активные вещества в смеси взаимодействовали с сурфактантом в мыле. Жидкость «знает» весь лабиринт, поэтому мыло «интуитивно» находит кратчайший путь к цели. В процессе перемещения мыло совсем неглубоко проникает в тупиковые ветви лабиринта или вообще туда не перемещается.
Ученые связывают такое поведение с физическими процессами. Два типа поверхностно-активных веществ. генерируют Силы натяжения ведут мыло к выходному отверстию. Ученые применили современные математические модели и симуляции для воспроизведения того, как эти силы получают сведения о общей форме и строении лабиринта.
Учёные обнаружили и математически описали механизм, объясняющий перемещение жидкости по сложной разветвленной сети. Расчёты учёных и экспериментальные данные совпали с высокой точностью.
Исследование может быть использовано в других системах. микрофлюидные устройстваМоделируя микроперемещение химических веществ через сложные сети, можно достичь большей эффективности в создании конструкций и снизить затраты. Richard Mcnair), первый автор исследования.
Группа исследователей создала первые модели распространения поверхностно-активных веществ в моделях легочной ткани человека.