Onderzoekers geven visco-elastische vloeistofbruggen een nieuwe ‘twist’

TU Eindhoven en de Universiteit van Okinawa hebben een nieuwe methode gevonden om het doseren van visco-elastische vloeistoffen, zoals ketchup, stopverf en tandpasta, te verbeteren.

Trefwoorden: #3D-printen, #capillaire staart, #doseren, #TU Eindhoven, #Universiteit van Okinawa, #visco-elastische

Lees verder

research

( Foto: TU Eindhoven )

ENGINEERINGNET.BE - "Visco-elastische vloeistoffen hebben vreemde eigenschappen: als je er langzaam in knijpt, vloeien ze als een vloeistof, maar bij hogere snelheden gedragen ze zich als een elastische vaste stof," zegt San To Chan, promovendus aan de Universiteit van Okinawa. "Dit maakt het doseren van deze vloeistoffen lastig."

TU Eindhoven heeft daarom samen met Japanse wetenschappers een nieuwe rotatietechniek ontwikkeld om deze vloeistofbruggen te breken.

Hun bevindingen kunnen bijdragen aan een snellere en nauwkeurigere dosering van visco-elastische vloeistoffen bij de productie van printplaten, de verwerking van voedsel, het manipuleren van levend weefsel en 3D-printen.

De standaard-doseermethode bestaat nu nog uit het optillen van de spuitmond van het oppervlak waarop de vloeistof is gedeponeerd. Dit trekt het de gedeponeerde vloeistof omhoog in een lange, dunne piek, die bekend staat als capillaire staart.

Als de vloeistofbrug op meerdere plaatsen breekt, vormen zich kleine vloeistofdruppeltjes, satellietdruppeltjes genaamd. Capillaire staarten en druppels kunnen producten verontreinigen of leiden tot kortsluiting in elektronische chips.

De onderzoekers bedachten een oplossing voor het probleem: in plaats van de vloeibare brug uit te rekken, kon hij worden gedestabiliseerd door hem te draaien.

Zij testten dit idee op siliconenolie, dat 60.000 keer stoperiger is dan water, door het plaatsten van een druppel siliconenolie tussen twee platen. Met behulp van hogesnelheidsfotografie ontdekten zij dat als de vloeistofbrug werd verdraaid door de bovenste plaat te draaien, dit een scheur veroorzaakte halverwege de uiteinden van de vloeistofbrug.

De scheur breidde zich van de rand naar het midden uit, waarbij de brug netjes in tweeën werd gesneden zonder capillaire staarten of satellietdruppels te vormen.

In de volgende fase van hun onderzoek willen de wetenschappers experimenteren met diverse visco-elastische vloeistoffen om te zien of daar hetzelfde effect optreedt. Ze zijn ook van plan om de snelheid van het doseerproces op te voeren, door zowel het roteren als het intrekken van de bovenste plaat te combineren.