Этот крутой обратный фильтр ловит мелкие предметы, но позволяет проходить более крупным

Команда инженеров-механиков из Penn State разработала жидкостную мембрану, которая действует как обратный фильтр и позволяет проходить крупным объектам, блокируя при этом маленькие. Жидкий материал, который копирует свойства клеточной мембраны, способен к самовосстановлению и стабилизации. Он работает против интуиции, как противоположный полюс обычного сита. Фильтр и сита – одни из самых простых и понятных инструментов.

Например, если сито заполнено сахарной пудрой и сушеным горошком, то перемешивают. Отверстия в сите позволят мелким частицам сахара проходить, оставляя при этом большой горох. Это принцип, который используется во всем, от фильтров для кофе до сложных систем очистки. Идея, над которой работала команда Penn State, заключалась в том, чтобы разработать систему, которая работала бы противоположным образом, то есть позволяла гороху проходить, оставляя сахар.

Основная идея заключается в том, что эти мембраны подвешены в мыльном растворе в форме кольца в игрушке с выдуванием пузырей. Эти мембраны самоотверждаются как слой поверхностного натяжения поверх стакана воды. Если вы протолкните палец или другой предмет через мембрану, она закроется. Если вы удалите объект, отверстие закроется. Разумно то, что эти мембраны могут пропускать большие объекты, блокируя меньшие. Это происходит потому, что вместо использования отверстий в мембране для разделения мембрана использует кинетическую энергию объекта, когда он попадает в слой.

Так-Синг Вонг, профессор ранней карьеры семьи Уормли и доцент кафедры механической и биомедицинской инженерии, сказал: «Как правило, меньший объект связан с более низкой кинетической энергией из-за его меньшей массы. Тогда самый большой объект с самой высокой кинетической энергией пройдет через мембрану, а самый маленький объект с самой низкой кинетической энергией будет сохранен ».

Он состоит из воды и одного из множества веществ, которые стабилизируют поверхность раздела между жидкостью и воздухом. Мембрана похожа на живую клетку по своей структуре. Первые прототипы, которые были сформированы из мыла. Позже это было модифицировано, чтобы сделать его более сильным и придать ему антибактериальные и нейтрализующие запахи свойства. Это может также быть сделано, чтобы продлиться дольше или быть непроницаемым для определенных газов. Команда Penn State видит множество применений для новой мембраны, как только она будет усовершенствована. Его можно использовать в качестве хирургической пленки в зонах бедствий или на полях сражений, чтобы предотвратить заражение. Поскольку он лечит сам по себе, он может действовать как своего рода мини-операционная, которую можно поместить поверх раны, когда хирурги пропускают свои инструменты через мембрану, а микробы остаются на мембране. Вонг сказал: «Мембранный фильтр может препятствовать проникновению микробов, пыли или аллергенов в открытую рану, в то же время позволяя врачу безопасно выполнять операцию. Эта мембрана может сделать это возможным “.