У нас давно был некий исследовательский проект, целью которого являлось разработать способ количественно опредилить с какой силой микрочастица прилипает к поверхности. Экспериментальный протокол был таков:
Во-первых, сверло с алмазным наконечником используется, чтобы отметить центр предметного стекла микроскопа. Затем к стеклу прикрепляется резиновая прокладка с отверстием посередине. Пространство посередине заполнено суспензией полистиреновых микросфер в воде (в некоторых других опытах пробовали использовать глицерин, воду с полиэтиленовым гликолем, и смесь глицерина с водой). Затем сверху прикрепляется покровное стекло (eng. cover slip), которое до этого было погружено в раствор поли-Л-лисина. По сути, у нас есть тонкий полый цилиндр, заполненный суспензией микросфер. Внутри его абсолютно нету воздуха. Шарики имеют радиус примерно 7.5 микрометров, и прикрепляются они к покровному стеклу за счёт сил Ван-дер-валься и, если на них есть хоть какое-то накопление статического электричества, за счёт электростатических взаймодействий.
Затем этот "сосуд" помещается на вращательный нанеситель покрова (eng. spin-coater), и ему придаётся заданное угловое ускорение до тех пор, пока тот не достиг заданной угловой скорости.
До и после всего этого, микроскоп с камерой используется для подсчета количества шариков, прилипших к покровному стеклу на любом заданном расстоянии от центра, с затеей найти радиус, на котором 50% шариков отлипляются, а потом рассчитать силу, которая для этого понадобилась.
Я полагаю, что в этом случае нельзя предпологать, что жидкость всегда имеет ту-же скорость, что её сосуд, и по этому есть какое-то движение жидкости относительно её контейнера.
Хоть я уже не часть той комманды, которая пыталась разработать способ рассчитать силу прикрепления микрочастиц к поверхности, мне всё-таки интересно знать, мог ли наш метод и в принципе дать результаты.
И так, как при таких условиях рассчитать скорость жидкости относительно поверхности такого цилиндра и, следовательно, какая сила действует на один из к неё прикреплённых микрочастиц в любой момент времени?
(Я предложил, что тут рассчитывать всё это слишком сложно, и что стоило бы просто использовать экспериментальный протокол, где жидкость находится в состоянии покоя, а не вращается вместе с поверностью, к которой прилипли эти шарики. Увы, начальнику хотелось разработать и опубликовать новый способ).
P.S. Хоть я уже не могу найти записи с результатами всех этих опытов, я помню следующее:
При использования глицерина, позиции микросфер не поменялись. Видно, он был слишком вязкий, чтобы позволить шарикам сдвинуться с места.
При использовании раствора 1.5% PEG 6000 w/v в воде, меньше этих шариков отлепились, чем при использовании воды. Потом мы узнали, что PEG в воде - неньютоновская жидкость и не стали дальше с ней возиться.