science
Знания, не рождённые опытом, бесплодны и полны ошибок.
Леонардо да Винчи



Copyleft © 2004 - 2017
physics.com.ua

Электронный web-журнал Physics.com.ua

Научные исследования и технические разработки по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика. Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки. Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.

Контакты Главная | Стартовая | Избранное | Поиск
 

Потеря пароля | Регистрация

   
Физики из Национального института стандартов и технологий (США) добились одновременной квантовой запутанности сразу 219 ионов бериллия (9Be+)
Высадка космонавтов на Луну будет осуществлена, в лучшем случае, в 2033–2034 годах
Гранты для обучения в аспирантуре по естественным наукам в Германии (программа SALSA)
Видео. Поиск редких процессов на коллайдерах
Пьезо-оптомеханический преобразователь связывает звук, свет и радио
Программу Наноконструктор проекта nanoModel можно скачать бесплатно
VII Международная школа-конференция молодых ученых и специалистов - Современные проблемы физики 2016
Ученые получили температуру ниже абсолютного нуля
С 10-го по 21-е сентября администрация уходит в отпуск

  Новости  
  Новости физики  
  Науку делают люди  
  Гранты, олимпиады, конкурсы и стипендии  
  Знаете ли Вы что...  
  Приборы, научно-технические разработки  
  Программные продукты  
  Конференции, семинары, школы и форумы  
  Физики шутят  
  Новости нашего журнала  
  Экспорт данных в формате RSS  
  Материалы  
  Каталог научных статей  
  Банк рефератов  
  Блог  
  PACS  
  Исторический календарь  
  Нобелевские лауреаты  
  Голосования и опросы  
  Информационные партнёры  
  Полезные ссылки  
  Палата мер и весов  
  Технические требования к предоставляемой информации  
rss2email
Новости электронного web-журнала Physics.com.ua




Рассылки Subscribe.Ru
Лента "Новости электронного web-журнала Physics.com.ua"
  Голосования и опросы  
 

Глобальное потепление - это...

результат неконтролируемого загрязнения атмосферы
результат естественного изменения климата
кто-то его незаметил
средство наживы для экологических организаций



Всего голосов: 1591
Комментариев: 3

 
  Статистика  
 
Яндекс цитирования Rambler's Top100

 
  Реклама  
 

 
 
НОВОСТИ




Экспорт новостей в формате RSS по выбранным категориям

2012-01-18 08:59:19, обсуждение: 0
ПРИБОРЫ, НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ | ГИДРОДИНАМИКА

Устройство, позволяющее отделить маленькие частицы от крупных с вероятностью ошибки менее 1%

Ученые из Германии предложили усовершенствованную конструкцию устройства, позволяющего отделить маленькие частицы от крупных с вероятностью ошибки менее 1% и не содержащего никаких движущихся частей. Идея устройства опирается на спонтанные движения частиц различных размеров. Конструкция представляет собой трубку с переменным внутренним диаметром, имеющим пилообразный профиль. Хотя подобные структуры исследовались и ранее, группа ученых впервые предложила использовать их совместно с приложением внешнего электрического поля, что, как показало компьютерное моделирование, позволяет частицам различных диаметров выходить с разных концов трубки.

Процесс сортировки частиц по размеру при движении в жидкости имеет большое значение для дальнейшего развития биохимии, в частности, для анализа ДНК и молекул белков, а также для получения коллоидных растворов с однородными частицами. Одна из техник разделения заключается в том, что частицы движутся случайным образом, но тормозятся искусственными методами в одном из направлений. Таким образом, появляется прогрессия движения в противоположном направлении. В этом случае разделение происходит, за счет того, что величина этой прогрессии напрямую зависит от размера частицы.

За последние 10 лет исследователи со всего мира предложили несколько техник разделения частиц, в основном основанных на структурах с пилообразным профилем. Некоторые из них были реализованы на практике, однако их эффективность была ограничена. Решая ту же проблему, группа ученых из University of Augsburg (Германия) разработала новый подход к этим «сортирующим» устройствам.

b_1372_1.png Рис. 1. «Пилообразное» устройство, сортирующее частицы по размеру.

Ученые предложили использовать специальный математический аппарат. В расчетах они рассматривали энтропию системы в качестве ее потенциальной энергии, включая в расчет «барьеры» для энтропии, отталкивающие частицы. По их мнению, все области, где частицы ограничены в пространстве, характеризуются снижением количества возможных состояний для этих частиц. Соответственно, чем меньше область – тем более в них снижается энтропия. Как шары, скатывающиеся по холму, частицы в подобном устройстве стремятся двигаться в противоположную сторону от областей с низкой энтропией.

Команда применила свои формулы к трубке, внутренний диаметр которой периодически изменялся (в разрезе внутренние стенки имели пилообразный несимметричный профиль, а размер одного периода этой «пилы» не превышал в длину нескольких микрон). Созданные таким образом «энтропийные барьеры» препятствуют движению частицы. Но, как было отмечено выше, барьеры не являются симметричными, т.е. появляется прогрессия движения частиц в определенном направлении.

Чтобы продемонстрировать описанный энтропийный эффект в рамках компьютерного моделирования эксперимента команда использовала внешнее переменное воздействие, раскачивающее частицы вдоль трубки, а также некоторую постоянную силу, направленную в сторону наибольших «энтропийных барьеров». В реальном эксперименте роль внешних сил может играть электрическое поле.

Результаты компьютерного моделирования показывают, что, несмотря на простоту конструкции устройства, оно превосходно решает поставленную задачу: благодаря двум приложенным внешним силам, частицы разного размера действительно расходятся в разные стороны, выходя со «своей» стороны трубки. Численный расчет на примере «сортировки» молекул ДНК показал, что «чистота» метода может достигать 99,997%.

Подробные результаты работы были опубликованы в журнале Physical Review Letters. По мнению коллег ученых,

предложенная схема работы открывает принципиально новые возможности для устройств, сортирующих частицы по размеру. Хотя высказываются и сомнения относительно желаемого эффекта воздействия гипотетических внешних сил.


nanonewsnet.ru



Физики из Национального института стандартов и технологий (США) добились одновременной квантовой запутанности сразу 219 ионов бериллия (9Be+)
Новый метод получения пучка спин-поляризованны позитронов
Физикам из Германии и Италии при помощи сжатого вакуума удалось обойти стандартный квантовый предел
Ядерные часы
Создан одноатомный магнит
С помощью нескольких массивных суперкомпьютеров, команда физиков расщепила виртуальный электрон на две равные части
Ученые из Бельгии предложили новую методику измерения заряда
При испарении черных дыр, излучаемая ими радиация может оставить следы петлевой квантовой гравитации, отличные от обычного излучения Хокинга
Ученые продемонстрировали металлическую проводимость в ферроэлектрической пленке, которая в ином случае действует как изолятор
Kepler обнаружил первый в истории сигнал, кандидат на радиосигнал внеземного происхождения

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи!





Контакты Главная | Поиск


Администрация журнала не несет ответственности за достоверность информации, опубликованной в рекламных объявлениях. При полном или частичном использовании материалов ссылка на physics.com.ua обязательна.
Главный редактор - к.ф.-м.н., н.с. ДонФТИ им. А.А. Галкина НАН Украины, Рассолов С.Г.
Администратор и модератор сайта - Дегтярчук С.В.
Copyleft © Physics.com.ua 2004 - 2017
Хостинг - Брущенко А.
Development programilla.com