تاثير تغييرهاي ترشوندگي يك سطح جامد بر روي جريان سيال داخل قطره چسبان حامل ميكروذره‌هاي آبگريز

استفاده از ميكروذره‌ها در داخل قطره‌هاي حامل، از اهميت گسترده‌اي در زمينه كنترل فرايندهاي كاربردي چندمرحله‌اي زيستي و صنعتي از جمله در تشخيص بيماري‌ها و جداسازي‌هاي سلولي با استفاده از غشا برخوردار مي‌باشد. در اين مقاله به بررسي ساختارجريان داخل قطره داراي ميكروذره‌هاي آبگريز با استفاده از روش شبيه‌سازي MDPD پرداخته شده است.  قطره در هنگام بارگيري، انتقال و رهاسازي يك ميكروذره آبگريز درمجاورت يك سطح جامد كه داراي گراديان ترشوندگي خطي مي‌باشد قرار دارد. ساختار جريان به تفصيل در بازه‌هاي زماني گوناگون و مهم از جمله لحظه‌اي كه قطره با ميكروذره تماس پيدا مي‌كند، زماني كه قطره شروع به حمل ميكروذره مي‌كند، زماني كه قطره ميكروذره را انتقال مي‌دهد و نهايتا لحظه‌اي كه قطره ميكروذره را رها مي‌كند، مورد بررسي قرار گرفت. نتيجه‌ها نشان دادند كه با توجه به حضور ميكروذره، ساختار و شكل جريان به طور چشمگيري با حالتي كه درون قطره هيچ ميكروذره‌اي وجود ندارد، متفاوت مي‌باشد. نكته مهم ديگر اين است كه در حضور ميكروذره، سرعت قطره به صورت غير يكنواخت مي‌باشد. اصطكاك بين ميكروذره و سطح، نه تنها حركت قطره را به تعويق مي‌اندازد، بلكه ممكن است باعث جدايش ميكروذره از قطره شود. اين پديده به علت اين واقعيت است كه با افزايش نيروي اصطكاكي، اگرچه نيروهاي عامل و تقويت كننده حركت موثر بر ميكروذره داخل قطره نيز افزايش مي‌يابد اما اين مقدار با توجه به نيروهاي جاذبه چسبندگي قطره محدود مي‌شود. بنابراين زماني كه نيروي مورد نياز براي حركت قطره از بيش‌ترين نيروي تأمين شده توسط نيروهاي جاذبه چسبندگي قطره افزايش مي‌يابد، پديده رهايش و جدايي ميكروذره و قطره رخ مي‌دهد. همچنين نتيجه‌گيري شد كه سرعت بحراني بيش‌تر از ريخت‌شناسي قطره تحت تأثير نيروهاي چسبندگي داخل قطره مي‌باشد.