Формирование и динамика капель в магнитной жидкости в микроканалах в неоднородном магнитном поле кольцевого магнита

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучена динамика немагнитных капель в магнитных жидкостях в микроканалах с конфигурацией «фокусировка потока» под действием неоднородного магнитного поля кольцевого магнита. Исследованы два типа многофазных систем: немагнитных эмульсий «масло в воде», «вода в масле», а также «вода в масле в воде» и магнитных прямых эмульсий, в которых магнитная жидкость использовалась в качестве непрерывной фазы. Получены зависимости размеров генерируемых немагнитных включений от скорости потока непрерывной магнитной фазы и смещения источника магнитного поля относительно разъема подачи дисперсной фазы горизонтально вдоль оси канала.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. А. Калюжная

ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»

Email: r-piter@yandex.ru
Россия, Курск

Е. А. Соколов

ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»

Email: r-piter@yandex.ru
Россия, Курск

Г. А. Жуков

ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»

Email: r-piter@yandex.ru
Россия, Курск

П. А. Ряполов

ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: r-piter@yandex.ru
Россия, Курск

Список литературы

  1. Han W., Chen X. // J. Brazil. Soc. Mech. Sci. Eng. 2021. V. 43. No. 5. P. 247.
  2. Ren K., Zhou J., Wu H. // Acc. Chem. Res. 2013. V. 46. No. 11. P. 2396.
  3. Bremond N., Bibette J. // Soft Matter. 2012. V. 8. No. 41. P. 10549.
  4. Seemann R. Brinkmann M., Pfohl T. et al. // Rep. Progr. Phys. 2011. V. 75. No. 1. Art. No. 016601.
  5. Baret J.C. // Lab on a Chip. 2012. V. 12. No. 3. P. 422.
  6. Shui L., Eijkel J.C.T., Van den Berg A. // Adv. Coll. Interface Sci. 2007. V. 133. No. 1. P. 35.
  7. Nakashima T., Shimizu M., Kukizaki M. // Adv. Drug Deliv. Rev. 2000. V. 45. No. 1. P. 47.
  8. Mason T.G., Bibette J. // Langmuir. 1997. V. 13. No. 17. P. 4600.
  9. Zhao Z., Wang Z., Li G. et al. // Adv. Funct. Mater. 2021. V. 31. No. 31. Art. No. 2103339.
  10. Zhang Y., Nguyen N.T. // Lab on a Chip. 2017. V. 17. No. 6. P. 994.
  11. Розенцвейг Р.Е. Феррогидродинамика. М.: Мир. 1989. 240 c.
  12. Liang D., Ma P., Zhu C. et al. // IEC Res. 2019. V. 58. No. 41. P. 19226.
  13. Dunne P., Adachi T., Dev A.A. et al. // Nature. 2020. V. 581. No. 7806. P. 58.
  14. Toussaint R., Akselvoll J., Helgesen G. et al. // Phys. Rev. 2004. V. 69. Art. No. 011407.
  15. De Gans B., Duin N., Van den Ende D. et al. // J. Chem. Phys. 2000. V. 113. P. 2032.
  16. Bashtovoi V., Kovalev M., Reks A. // J. Magn. Magn. Mater. 2005. V. 289. P. 350.
  17. Диканский Ю.И., Закинян А.Р. // ЖТФ. 2010. Т. 80. № 8. С. 8; Dikansky Yu.I., Zakinyan A.R. // Tech. Phys. 2010. V. 55. No. 8. P. 1082.
  18. Katsikis G., Breant A., Rinberg A. et al. // Soft Matter. 2018. V. 14. No. 5. P. 681.
  19. Banerjee U., Mandal C., Jain S.K. // Proc. 46th National Conf. FMFP (Coimbatore, 2019). P. 1.
  20. Huang X., Saadat M., Bijarchi M.A. et al. // Chem. Eng. Sci. 2023. V. 270. Art. No. 118519.
  21. Соколов Е.А., Калюжная Д.А., Васильева А.О., и др. // Изв. ЮЗГУ Сер. тех. и технол. 2022. Т. 12. № 1. С. 118.
  22. Kalyuzhnaya D., Sokolov E., Vasilyeva A. et al. // Fluids. 2023. V. 8. No. 2. Art. No. 42.
  23. Ряполов П.А., Соколов Е.А., Шельдешова Е.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 3. С. 343; Ryapolov P.A., Sokolov E.A., Shel’deshova E.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 3. P. 295.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Экспериментальная установка: внешний вид (а); блок-схема (б): 1 — микрофлюидное устройство, 2 — кольцевой постоянный магнит, 3,4 — шприцевой насос, 5 — цифровой микроскоп, 6 — осветитель, 7 — компьютер, 8 — мехатронный привод.

Скачать (189KB)
3. Рис. 2. Конфигурация микрофлюидных устройств: чип для одиночных эмульсий (а): 1 — коннектор для подачи непрерывной фазы, 2 — коннектор для подачи дисперсной фазы, 3 — выходной коннектор; чип для двойных эмульсий (б): 1 — коннектор для подачи внешней фазы. Зеленым цветом выделена область магнитной левитации при нулевом положении кольцевого магнита, 2 — коннектор для подачи средней фазы, 3 — коннектор для подачи внутренней фазы, 4 — выходной коннектор.

Скачать (51KB)
4. Рис. 3. Пространственное распределение изолиний модуля напряженности неоднородного магнитного поля в Декартовой системе координат, центром которой является центр симметрии магнита: для Магнита1 (а); для Магнита2 (б).

Скачать (402KB)
5. Рис. 4. Эмульсии в микроканалах: одиночная прямая эмульсия (а); одиночная обратная эмульсия (б); двойная эмульсия «вода/масло/вода» [22] (в).

Скачать (164KB)
6. Рис. 5. Динамика капель минерального масла в образце магнитной жидкости МЖ-1 при различных скоростях подачи непрерывной фазы q1 под действием магнитного поля кольцевого Магнита1, находящегося в нулевом положении относительно разъема подачи дисперсной фазы в микроканал.

Скачать (143KB)
7. Рис. 6. Зависимости объема капель масла в микрофлюидном чипе: от скорости потока магнитной жидкости МЖ-1 (а); от перемещения магнитов (б).

Скачать (54KB)
8. Рис. 7. Зависимости объема капель минерального масла от перемещения магнитов для образца магнитной жидкости МЖ-2.

Скачать (24KB)

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».