В UNAM е разработен иновативен инструмент за характеризиране на течности

В Националния автономен университет в Мексико група учени разработиха евтино устройство за нютонови и ненютонови течности и по-специално за разредители, което съчетава два вида движения. Така нареченият седиментационен електромагнитен реометър с въртяща се сфера е в процес на патент.

Франсиско Антонио Годнес Рожано, изследовател от Инженерния институт на UNAM (II), обясни, че нютонианците са флуиди, които се определят „от линейна връзка между напрежението и скоростта на деформация; не-нютонианци не следват този закон, предложен от Исак Нютон.

„Ние специално се интересувахме от характеризирането на течности за отслабване. Нейната особеност е, че когато се прилага деформация с определена скорост, те представляват „изтъняване“ или намаляване на вискозитета “. Примери за тях са мляко, боя или човешка кръв.

За да се постигне тази деформация, устройството се основава на падането на сфера през флуида, който се характеризира, чрез комбиниране на това движение с друго въртящо се; и двете се срещат заедно.

Godnnez Rojano, заедно с Роберто Зенит, от Института за изследване на материалите (IIM) на UNAM, и Eric Lauga от Университета в Кеймбридж, Обединеното кралство, използваха чифт намотки Helmholtz, т.е. които електрически ток преминава, за да генерира магнитно поле.

Междувременно сферата във флуида е снабдена с постоянен магнит в центъра; Чрез свързване и завъртане на говедата, магнитът не само се подрежда с полевите си линии, но и се върти, посочи университетският академик. По силата на гравитацията сферата произвежда утаяване (вид потъване) в течността.

По този начин и двете движения се комбинират: едно ротационно и едно утаяване. С това е възможно да се коригират реологични модели, за да се получат свойствата или характеристиките, които отличават всяка изтъняваща течност.

Реометърът връща индекса на изтъняване, константа, обикновено наричана "n". За всяка нютонова течност по принцип тази константа трябва да е равна на единица, т.е. нейният вискозитет може да бъде какъвто и да е, но винаги остава постоянен, независимо от скоростта на деформация.

Особеността на тези течности е, че те започват да се деформират все по-бързо и вискозитетът им е все по-малък. Всеки тест се извършва при различни скорости на центрофугиране; започва с ниски скорости и обикновено утаява малко и с увеличаването му седиментацията също се увеличава.

В случая на университетското устройство бяха проведени тестове с три вида течности: смеси от карбопол (полимер) и от две химични съединения: триетаноламин (органичен) и етилен гликол. Като референтна течност на Нютон и за сравнение са използвани смеси от вода и мед.

Новата идея за комбиниране на тези движения доведе до заявката за патент, която вече получи първото одобрение от Мексиканския институт по индустриална собственост (IMPI); сега ще бъде извършен задълбочен анализ на инструмента.

Очевидно, обясни Франсиско Годнес, вече има търговски устройства; въпросът е как можем да се конкурираме с това и най-добрият начин е с разходите. „Нашите могат да бъдат по-евтини, от стотици хиляди и дори повече от един милион песо, до по-малко от 100 хиляди“.

След като имате прототип, трябва да подобрите външния му вид и да го автоматизирате, така че потребителят да пристигне, да въведе веществото, което трябва да се характеризира, и да получи резултатите от него. Веднага след получаването на патента следващата стъпка ще бъде комерсиализацията му, или чрез трансфер на технология към компания, или чрез създаване на собствен отделен отдел в Инженерния институт. Сега те мислят да получат патента в САЩ и Европа.

Заедно с регистрацията на патента е написана статията „Утаяване на въртяща се сфера в степенно-правна течност“, публикувана в престижния Journal of Non Newtonian Fluid Mechanics, който също има приноса на Ерик Лауга за изчисленията и анализа на резултатите, и друг член на IIM, Елза де ла Калеха, за някои експерименти.