Nanofluidics (original) (raw)
يهتم علم الموائع النانوي (بالإنجليزية: Nanofluidics) بدراسة سلوك، معالجة، وضبط الموائع المحصورة فقط ضمن الهياكل ذات الأبعاد النانومترية (عادةً من 1- 100 نانومتراً) (النانومتر = 10−9 مليمتر). هذا وتعرض الموائع المحصورة ضمن تلك الهياكل مجموعةً من السلوكيات الفيزيائية والتي لا يمكن ملاحظتها في الهياكل الأكبر حجماً، والتي منها تلك الهياكل ذات الأبعاد الميكرومترية، وذلك بسبب أن الأطوال الفيزيائية المميزة للمائع (مثال طول ديباي، (بالإنجليزية: Hydrodynamic radius)) تتداخل بشدة مع أبعاد الهياكل النانوية نفسها.
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | يهتم علم الموائع النانوي (بالإنجليزية: Nanofluidics) بدراسة سلوك، معالجة، وضبط الموائع المحصورة فقط ضمن الهياكل ذات الأبعاد النانومترية (عادةً من 1- 100 نانومتراً) (النانومتر = 10−9 مليمتر). هذا وتعرض الموائع المحصورة ضمن تلك الهياكل مجموعةً من السلوكيات الفيزيائية والتي لا يمكن ملاحظتها في الهياكل الأكبر حجماً، والتي منها تلك الهياكل ذات الأبعاد الميكرومترية، وذلك بسبب أن الأطوال الفيزيائية المميزة للمائع (مثال طول ديباي، (بالإنجليزية: Hydrodynamic radius)) تتداخل بشدة مع أبعاد الهياكل النانوية نفسها. عندما تقترب الهياكل من نظام الحجم المتوافق مع أطوال التحجيم الجزيئية، يتم وضع القيود الفيزيائية الجديدة على سلوك المائع. وعلى سبيل المثال، تستميل القيود الفيزيائية تلك مناطق المائع لاستعراض خصائصاً جديدةً لا تلاحظ في الكتلة السائبة، ومثال ذلك اللزوجة المتزايدة على نحوٍ واسعٍ بالقرب من حائط الثقب (المسام)؛ حيث أنها قد تؤثر على التغيرات في الخصائص الديناميكية الحرارية، كما أنها قد تغير كذلك التفاعلية الكيميائية للأصناف المتواجدة في الوسائط (بالإنجليزية: interface) القائمة بين المائع والصلب. وقد تم استعراض مثالاً مرتبطاً ومفيداً من خلال المحاليل الكهرلية المحصورة ضمن ثقوب النانو والتي تحتوي على (بالإنجليزية: Surface charge)، والتي منها للتوضيح الواجهات أو الوسائط المكهربة (بالإنجليزية: electrified interfaces)، كما تم توضيحه في غشاء المصفوفة الشعرية النانوية (كما هو موضح بالشكل المرفق على اليسار). وهنا يجب ملاحظة أن كل واجهات التفاعل (الوسائط) المعتمدة تحفز توزيع الشحنة المنظمة بالقرب من السطح المعروف بـ اسم (بالإنجليزية: Electrical double layer). قد توسع الطبقة المزدوجة الكهربائية والتي تحدد أبعادها مسام أو ثقوب النانومتر من عرض ثقب النانو، مما يؤدي إلى تغيرات جوهرية في تركيب المائع والخصائص المرتبطة بحركة المائع في البنية التركيبية. على سبيل المثال، (بالإنجليزية: surface-area-to-volume ratio) تسفر عن تفوق وغلبة الأيونات المقابلة (للتوضيح: الأيونات المشحونة عكسياً لشحنات الحائط الساكنة) على الأيونات المتوافقة (التي تمتلك نفس الإشارة كشحنات الحائط)، ففي العديد من حالات الاستقصاء شبه الكامل للأيونات المتوافقة، فإنه مثل ذلك لا يتواجد سوى صنف أو نوع أيوني واحد فقط في الثقب. وهنا قد يُستخدم هذا لمعالجة الأصناف ذات القطبية المنتقاة على طول الثقب لإنجاز مشروع معالجةٍ موائعيةٍ ير معهودةٍ وغير المتاح في الهياكل الميكرومترية أو الأكبر حجماً. (ar) La nanofluidique est la branche de la nanophysique qui étudie les écoulements au contact d'objets dont au moins une des dimensions est inférieure à cent nanomètres. À cette échelle, de l'ordre de grandeur de celle des molécules qui le composent, le fluide est soumis à des contraintes qui n'existent pas aux échelles plus grandes et présente, en conséquence, un comportement spécifique. Les perspectives offertes par la découverte de phénomènes surprenants aux nanoéchelles promettent un bel avenir à cette branche de la science dont on ne connaît encore probablement qu'une infime partie. L'apparition, à l'échelle nanométrique, de phénomènes qui n'existent pas à des échelles plus grandes, est due à la compétition entre les effets de volume et les effets de surface. (fr) Nanofluidics is the study of the behavior, manipulation, and control of fluids that are confined to structures of nanometer (typically 1–100 nm) characteristic dimensions (1 nm = 10−9 m). Fluids confined in these structures exhibit physical behaviors not observed in larger structures, such as those of micrometer dimensions and above, because the characteristic physical scaling lengths of the fluid, (e.g. Debye length, hydrodynamic radius) very closely coincide with the dimensions of the nanostructure itself. When structures approach the size regime corresponding to molecular scaling lengths, new physical constraints are placed on the behavior of the fluid. For example, these physical constraints induce regions of the fluid to exhibit new properties not observed in bulk, e.g. vastly increased viscosity near the pore wall; they may effect changes in thermodynamic properties and may also alter the chemical reactivity of species at the fluid-solid interface. A particularly relevant and useful example is displayed by electrolyte solutions confined in nanopores that contain surface charges, i.e. at electrified interfaces, as shown in the nanocapillary array membrane (NCAM) in the accompanying figure. All electrified interfaces induce an organized charge distribution near the surface known as the electrical double layer. In pores of nanometer dimensions the electrical double layer may completely span the width of the nanopore, resulting in dramatic changes in the composition of the fluid and the related properties of fluid motion in the structure. For example, the drastically enhanced surface-to-volume ratio of the pore results in a preponderance of counter-ions (i.e. ions charged oppositely to the static wall charges) over co-ions (possessing the same sign as the wall charges), in many cases to the near-complete exclusion of co-ions, such that only one ionic species exists in the pore. This can be used for manipulation of species with selective polarity along the pore length to achieve unusual fluidic manipulation schemes not possible in micrometer and larger structures. (en) La nanofluidica è lo studio del comportamento, della manipolazione e del controllo dei fluidi che sono confinati in strutture di dimensioni nanometriche (1 nm = 10−9 m) caratteristiche (in genere 1-100 nm). I fluidi confinati in queste strutture mostrano comportamenti fisici non osservati nelle strutture più grandi, come in quelle di dimensioni e superiori, perché le lunghezze caratteristiche nella scala fisica del fluido, (per es. la lunghezza di Debye, il raggio idrodinamico) coincidono molto strettamente con le dimensioni della nanostruttura stessa. Diagramma schematico di una realizzazione particolare di nanofluidica in una membrana di un apparato nanocapillare, o NCAM (nanocapillary array membrane). La NCAM è composta da un grande numero di nanocapillari paralleli, ognuno dei quali ha un raggio di poro, a/2, che è approssimativamente della stessa dimensione della lunghezza di Debye, κ-1. Lo strato elettrico doppio è caratterizzato da una distribuzione di contro-ione (counter-ion), N, la quale è più grande nella parete del poro e decade verso il suo centro. Quando le strutture si avvicinano al regime dimensionale corrispondente a lunghezze della scala molecolare, nuove limitazioni fisiche sono imposte al comportamento del fluido. Ad esempio, questi limiti fisici inducono le regioni del fluido a esibire nuove proprietà non osservate nella materia "massiva" (bulk), per es. la viscosità aumenta immensamente vicino alla parete del poro; possono realizzare mutamenti nelle proprietà termodinamiche e anche alterare la reattività chimica delle specie nell'interfaccia fluido-solido. Un esempio particolarmente utile e rilevante è visualizzato dalle soluzioni di elettrolita confinate nei che contengono , vale a dire nelle interfacce elettrificate, come è mostrato nella membrana ad apparato nanocapillare (NCAM, nanocapillary array membrane) nella figura a fianco. Tutte le interfacce elettrificate inducono una distribuzione di carica organizzata in prossimità della superficie conosciuta come doppio strato elettrico. Nei pori di dimensioni nanometriche il doppio strato elettrico può completamente estendere la larghezza del nanoporo, conseguente ai drammatici cambiamenti nella composizione del fluido e delle proprietà relative al moto del fluido nella struttura. Ad esempio, il del poro aumentato drasticamente si verifica in una preponderanza di contro-ioni (vale a dire ioni caricati in senso opposto alle cariche statiche della parete) sui co-ioni (che possiedono lo stesso segno delle cariche della parete), in molti casi per la esclusione vicina-completa di co-ioni, in modo che soltanto una specie ionica esiste nel poro. Questo può essere usato per la manipolazione di specie con polarità selettiva per tutta la lunghezza del poro onde raggiungere insoliti schemi di manipolazione fluidica impossibile nelle strutture e in quelle più grandi. (it) Нанофлюи́дика или наногидродина́мика — раздел гидродинамики наноструктурных жидкостей. Нанофлюидика изучает поведение, способы управления и контроля жидкости, ограниченной нанометровыми структурами. В таком состоянии жидкость проявляет нетипичные для объемного состояния свойства, например резкое увеличение или уменьшение вязкости возле стенок нанокапилляров, изменение термодинамических параметров жидкости, а также нетипичную химическую активность на границе раздела твердой и жидкой фаз. Причина этого в том, что характерные параметры жидкости, такие как дебаевская длина, гидродинамический радиус становятся соразмерными с размерами ограничивающей жидкость структуры. На рисунке представлена мембранная структура на основе массива . Радиус каждого капилляра одного порядка с дебаевской длиной жидкости, пропускаемой через него. (ru) |
| dbo:thumbnail | wiki-commons:Special:FilePath/NCAM.png?width=300 |
| dbo:wikiPageID | 10172238 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageInterLanguageLink | dbpedia-ja:流体素子 |
| dbo:wikiPageLength | 20115 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1123483226 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:Electric_potential dbr:Electrolyte dbr:Nanoparticle dbr:Nanostructure dbr:Bessel_function dbr:Boltzmann_constant dbr:Reynolds_number dbr:Viscosity dbr:Debye_length dbr:Nanotechnology dbr:Polymerase_chain_reaction dbr:Interface_(chemistry) dbr:Nanofluidic_circuitry dbr:Electric_field dbr:Electrical_double_layer dbr:Electrohydrodynamics dbr:Lab-on-a-chip dbr:Computational_fluid_dynamics dbr:Microfluidics dbc:Surface_science dbr:Ion dbr:Carbon_nanotube dbr:Fluid dbr:Knudsen_number dbr:Number_density dbr:Hydrodynamic_radius dbc:Analytical_chemistry dbc:Nanotechnology dbc:Fluid_dynamics dbc:Materials_science dbr:Charge_density dbr:Biotechnology dbr:Transistor dbr:Photolithography dbr:Poly(methyl_methacrylate) dbr:Polydimethylsiloxane dbr:Nanometer dbr:Medicine dbr:Dielectric_constant dbr:Nanomechanics dbr:Nanopore dbr:Surface_charge dbr:Poisson-Boltzmann_equation dbr:Thermodynamic dbr:Poisson_equation dbr:Chemical_reactivity dbr:Surface_area_to_volume_ratio dbr:File:Nanofluidics_channels_(33411553986).jpg dbr:File:ZEISS_Crossbeam_550-_Your_FIB-SEM..._Sample_Preparation_(33411552526).jpg dbr:File:NCAM.png |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:About dbt:Reflist |
| dcterms:subject | dbc:Surface_science dbc:Analytical_chemistry dbc:Nanotechnology dbc:Fluid_dynamics dbc:Materials_science |
| gold:hypernym | dbr:Study |
| rdf:type | dbo:Book |
| rdfs:comment | يهتم علم الموائع النانوي (بالإنجليزية: Nanofluidics) بدراسة سلوك، معالجة، وضبط الموائع المحصورة فقط ضمن الهياكل ذات الأبعاد النانومترية (عادةً من 1- 100 نانومتراً) (النانومتر = 10−9 مليمتر). هذا وتعرض الموائع المحصورة ضمن تلك الهياكل مجموعةً من السلوكيات الفيزيائية والتي لا يمكن ملاحظتها في الهياكل الأكبر حجماً، والتي منها تلك الهياكل ذات الأبعاد الميكرومترية، وذلك بسبب أن الأطوال الفيزيائية المميزة للمائع (مثال طول ديباي، (بالإنجليزية: Hydrodynamic radius)) تتداخل بشدة مع أبعاد الهياكل النانوية نفسها. (ar) Nanofluidics is the study of the behavior, manipulation, and control of fluids that are confined to structures of nanometer (typically 1–100 nm) characteristic dimensions (1 nm = 10−9 m). Fluids confined in these structures exhibit physical behaviors not observed in larger structures, such as those of micrometer dimensions and above, because the characteristic physical scaling lengths of the fluid, (e.g. Debye length, hydrodynamic radius) very closely coincide with the dimensions of the nanostructure itself. (en) La nanofluidique est la branche de la nanophysique qui étudie les écoulements au contact d'objets dont au moins une des dimensions est inférieure à cent nanomètres. À cette échelle, de l'ordre de grandeur de celle des molécules qui le composent, le fluide est soumis à des contraintes qui n'existent pas aux échelles plus grandes et présente, en conséquence, un comportement spécifique. Les perspectives offertes par la découverte de phénomènes surprenants aux nanoéchelles promettent un bel avenir à cette branche de la science dont on ne connaît encore probablement qu'une infime partie. (fr) La nanofluidica è lo studio del comportamento, della manipolazione e del controllo dei fluidi che sono confinati in strutture di dimensioni nanometriche (1 nm = 10−9 m) caratteristiche (in genere 1-100 nm). I fluidi confinati in queste strutture mostrano comportamenti fisici non osservati nelle strutture più grandi, come in quelle di dimensioni e superiori, perché le lunghezze caratteristiche nella scala fisica del fluido, (per es. la lunghezza di Debye, il raggio idrodinamico) coincidono molto strettamente con le dimensioni della nanostruttura stessa. (it) Нанофлюи́дика или наногидродина́мика — раздел гидродинамики наноструктурных жидкостей. Нанофлюидика изучает поведение, способы управления и контроля жидкости, ограниченной нанометровыми структурами. В таком состоянии жидкость проявляет нетипичные для объемного состояния свойства, например резкое увеличение или уменьшение вязкости возле стенок нанокапилляров, изменение термодинамических параметров жидкости, а также нетипичную химическую активность на границе раздела твердой и жидкой фаз. Причина этого в том, что характерные параметры жидкости, такие как дебаевская длина, гидродинамический радиус становятся соразмерными с размерами ограничивающей жидкость структуры. (ru) |
| rdfs:label | علم الموائع النانوي (ar) Nanofluidique (fr) Nanofluidica (it) Nanofluidics (en) Нанофлюидика (ru) |
| owl:sameAs | freebase:Nanofluidics wikidata:Nanofluidics dbpedia-ar:Nanofluidics dbpedia-fr:Nanofluidics dbpedia-he:Nanofluidics dbpedia-it:Nanofluidics dbpedia-ru:Nanofluidics https://global.dbpedia.org/id/hoEV |
| skos:closeMatch | http://www.springernature.com/scigraph/things/subjects/nanofluidics |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:Nanofluidics?oldid=1123483226&ns=0 |
| foaf:depiction | wiki-commons:Special:FilePath/Nanofluidics_channels_(33411553986).jpg wiki-commons:Special:FilePath/ZEISS_Crossbeam_550-_..._Sample_Preparation_(33411552526).jpg wiki-commons:Special:FilePath/NCAM.png |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:Nanofluidics |
| is dbo:academicDiscipline of | dbr:Nam-Trung_Nguyen dbr:John_Michael_Ramsey dbr:Subrata_Roy_(scientist) |
| is dbo:knownFor of | dbr:Mauro_Ferrari dbr:Subrata_Roy_(scientist) |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:Density_functional_theory dbr:Paul_Bohn dbr:Regius_Professor_of_Engineering_(Edinburgh) dbr:Double_layer_(surface_science) dbr:Index_of_physics_articles_(N) dbr:Nanotechnology dbr:Mauro_Ferrari dbr:Nanofluidic_circuitry dbr:N._Asger_Mortensen dbr:Nam-Trung_Nguyen dbr:John_Michael_Ramsey dbr:Rudi_Pauwels dbr:Subrata_Roy_(scientist) dbr:Microfluidics dbr:Aimy_Bazylak dbr:List_of_Bowling_Green_State_University_alumni dbr:Minami_Yoda dbr:Aleksandra_Radenovic dbr:Carbon_nanotubes_for_water_transport dbr:Glossary_of_nanotechnology dbr:Hatice_Altug dbr:Jason_Reese dbr:Cho_Yoon-kyoung dbr:Albert_van_den_Berg_(physicist) dbr:NanoHUB dbr:Nanotube_membrane dbr:Nanomechanics dbr:Nanopore dbr:Physical_Review_Fluids dbr:Steve_Wereley |
| is dbp:discipline of | dbr:Aleksandra_Radenovic |
| is dbp:fields of | dbr:Nam-Trung_Nguyen dbr:Subrata_Roy_(scientist) |
| is dbp:knownFor of | dbr:Jason_Reese |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:Nanofluidics |
