Найдена методика измерения характеристик рекордно слабых потоков жидкости
Физики из
Очень слабые потоки жидкости создаются в экспериментах с так называемыми
Отличительная черта лабораторий на чипе — их способность работать с объёмами растворов, измеряемыми, быть может, единицами и долями пиколитров. Для наблюдения за движением малого количества жидкости традиционно применяют флюоресцирующие молекулы, смещения которых отслеживаются с помощью микроскопа. Эти оптические методики вполне надёжны, но с самóй идеей лаборатории на чипе громоздкий микроскоп сочетается плохо.
Схема канала, по которому проходит жидкость с выделенными красным электрохимически активными молекулами (иллюстрация авторов работы).
Неудобный оптический способ регистрации нидерландские учёные попробовали заменить электрическим. Жидкость в их экспериментах перемещалась в канале шириной в 5 мкм и глубиной в 130 нм, проделанном в кремниевой пластине. Подготовленный раствор на водной основе содержал электрохимически активные молекулы, и при подаче напряжения на металлические электроды, размещённые на противоположных стенках, эти молекулы организовывали непрерывный перенос электронов от отрицательного электрода к положительному. Каждая из них может совершать тысячи «рейсов» в секунду, создавая ток силой в несколько фемтоамперов.
В прошлом году этот эффект
У описанной методики есть свои ограничения, связанные с тем, что переносимые в канале флуктуации локальной плотности молекул недолговечны, и жидкость должна успевать передать их от одной пары электродов к другой. И всё-таки минимальный измеримый расход жидкости, определённый по результатам опытов, оказался рекордно низким и составил менее 10 пиколитров в минуту. Легко рассчитать, что передача одной 30-микролитровой капли воды по каналу в таких условиях растянулась бы более чем на пять лет.
Полная версия отчёта об экспериментах опубликована в журнале
Подготовлено по материалам