استفاده از برهمکنش های هیدرودینامیکی برای حرکت یک سویه ی سیال
چکیده
بررسی رفتار ریز ارگانیسم ها نظیر باکتری هایِ داخل بدن، ما را به سمت ساخت میکرو/ نانو ماشین هایی که در داخل سیال حرکت می کنند سوق می دهد. حرکت در دنیایی که میکرو ارگانیسم ها در آن شنا می کنند با تجربه ی متعارفِ ما از حرکت داخل سیال، مثلا آب، متفاوت است. یک مثال جالب از موجوداتی که در ابعاد بزرگ در سیال شنا می کنند صدف است. صدف با تند و کند باز و بسته کردن پوسته ی خود قادراست از آب اطراف تکانه کسب کند و شنا نماید. اما اگر همین موجود ابعادی در مقیاس میکرو داشته باشد آنگاه هرگز قادر نخواهد بود که با این نوع حرکتِ رفت و برگشتی شنا کند؛ زیرا در این ابعاد نیرویِ غالب نیرویِ اصطکاک داخل سیال است و هر تلاشی برای استفاده از اینرسی سیال با نیروی بزرگترِ اتلافی خنثی می شود. برای اینکه نگاهی دقیق تر به تفاوت بین اصول حرکت در این دو مقیاس داشته باشیم، ضروری است که ابتدا مختصری به دینامیک سیالات و معادلات حاکم برآن بپردازیم. پس از آن ما شرایط شناکردن و ایجاد جابجایی غیرِ صفر در عدد رینولدز پایین را بررسی مینماییم. سپس با ایدهگرفتن از شناگرهایی که برای حرکت در سیالِ وشکسان پیشنهاد دادهشدهاند، پمپی دوکرهای برای میکروسیال پیشنهاد میکنیم. سرانجام بازدهی این پمپ در یک دورهی کاملِ حرکت و نیز استفادههای مختلفی که میتوان از این پمپ کرد را بررسی مینماییم