Überraschende Entdeckung wichtig für das Verständnis der vaskulären Stenose und für die technische Spinnverfahren

Bei kleinen Partikeln durch dünne Kapillaren fließt, zeigen sie eine ungewöhnliche Orientierungsverhalten . Dies wurde kürzlich von einem Forscherteam unter Leitung von Prof. Stephan Förster und Prof. Walter Zimmermann ( Universität Bayreuth , Deutschland) führte bei den Röntgenquellen DORIS III und PETRA III des Forschungszentrums DESY in Hamburg , Deutschland entdeckt. Die Entdeckung ist von großer Bedeutung für Spinnverfahren zur Herstellung von Kunstfasern ausgebildet ist und die zum Verständnis der vaskulären Stenose. Die Wissenschaftler der Universität Bayreuth , der Radboud Universität Nijmegen (Niederlande) , dem Max -Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen (Deutschland), und DESY melden ihre überraschenden Ergebnisse in der Fachzeitschrift PNAS .

Röntgenexperimentemachen das Fließverhalten sichtbar

Stab- oder plattenförmigen Teilchen, die durch dünne Kapillaren fließt , in der Regel orientieren sich im Verhältnis zur Strömungsrichtung parallel sind. Sollte eine Kapillare zeigen eine Verengung , wird diese Ausrichtung nicht ändern , bis die Teilchen die engste Stelle erreicht . Sobald die Kapillare wieder erweitert jedoch die Partikel richten sich senkrecht zu der Strömungsrichtung mit Winkel verändert . Nicht nur haben Wissenschaftler entdeckt, diese überraschendes Phänomen , haben sie auch eine Erklärung gefunden . In theoretischen Berechnungen konnten sie zeigen, dass innerhalb der Kapillare Dilatation Segment senkrecht zur Fließrichtungerscheinen starke Dilatation Kräfte . Solche Dilatation bewirkt eine Neuausrichtung der Partikel.

Die theoretischen Berechnungen wurden mittels Mikro-Röntgenexperimenteam Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY bestätigt. Verwendung der Lichtquelle PETRA III wurden hochintensiven Röntgenstrahlen messen lediglich zehn Mikrometer im Durchmesser hergestellt . Mit Hilfe dieser eng fokussierten Strahl war es möglich, das erste Mal , um die Streaming- Verhalten in besonders dünnen Kapillaren zu beobachten. Die Forscher waren in der Lage , die Ausrichtung der Teilchen, die durch einen verengten Kapillare fließt genau zu bestimmen . Die senkrechte Ausrichtung, die nach dem Passieren der engsten Stelle genommen wird auf stabil bleibt , nicht im weiteren Verlauf der Kapillare verändert .

Neue Anwendungen zuerst bei der Herstellung von Hochleistungsfasern und zweiten in Bezug auf das Einsetzen von Gefäßerkrankungen

Die Neuausrichtung der Partikel, wenn sie durch Engstellen der Kapillaren fließt, ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis vieler biologischer und technischer Strömungsvorgänge. Ein Beispiel ist das Verfahren des Spinnens, wodurch Lösungen von Makromolekülen und Teilchen werden durch feine Spinndüsen gepresst. Zur Herstellung von Fasern, die durch hohe Reißfestigkeit und anderen bedeutenden mechanischen Eigenschaften herzustellen, ist es wichtig, dass die Makromoleküle und Partikel orientieren sich zur Strömungsrichtung parallel sind. Wie kürzlich jedoch entdeckt, werden sie senkrecht zur Strömungsrichtung beim Austritt aus der Düse ausgerichtet ist. Dies erklärt, warum, wie seit langem bekannt ist, haben gesponnenen Fasern gestreckt werden. Diese Dehnung sorgt für die Makromoleküle und Partikel (Bausteine ​​der Fasern) wieder anzu die gewünschte parallele Ausrichtung. Die vor kurzem in der PNAS Feststellungen machen es möglich, die Strömungsorientierung derartiger Bausteine ​​vorherzusagen und zu kontrollieren präzise durch eine entsprechende Gestaltung der Kapillaren und Düsen.

Ein weiteres Anwendungsgebiet liegt auf dem Gebiet der Medizin , sofern Zellen und Proteine ​​durch sehr feine Blutgefäße fließt. Wenn sie sich ausrichten aufgrund Gefßstenose kann Agglomeration auftreten, was zu Thrombose oder Gefäßverschluss . Das internationale Team von Forschern hat möglicherweise entdeckt einen wichtigen Teilprozess , der erheblich zur Entstehung von Gefäßerkrankungen beiträgt.