pompa capillare. Esperienza fisica divertente a casa

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Divertenti esperimenti di fisica

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Per il sollevamento e il pompaggio di liquidi, esiste un'ampia varietà di pompe: diverse dimensioni e diversi design. Ma la pompa più semplice, quella senza parti mobili, è lo stoppino.

L'azione di questa pompa si basa sulla proprietà dei liquidi di salire attraverso tubi sottili, quasi sottilissimi. Ciò si verifica, ovviamente, solo se il liquido bagna bene le pareti dei tubi sottili. Poi, a causa della tensione superficiale, il liquido sale ad una certa altezza fino a quando non c'è un equilibrio tra questa tensione superficiale e il peso della colonna di liquido.

Per la nostra esperienza, prendi due bicchieri. Riempi uno di loro con acqua e mettilo più in alto. Un altro bicchiere, vuoto, messo sotto. Immergi l'estremità di una striscia di materia pulita in un bicchiere d'acqua e l'altra estremità nel bicchiere inferiore.

pompa capillare

L'acqua, approfittando degli stretti spazi tra le fibre della materia, inizierà a salire e poi, sotto l'influenza della gravità, fluirà nel vetro inferiore. Ecco una striscia di materia e svolge il ruolo di una pompa molto semplice, di cui si è parlato all'inizio.

Autore: Rabiza F.V.

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Trappola d'aria per insetti 01.05.2024

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Nanopurificazione dell'acqua e del suolo 08.08.2015

Gli inquinanti chimici spesso si rivelano elusivi e difficili da distruggere: le molecole di molti pesticidi e, ad esempio, il bisfenolo A, utilizzato nella produzione della plastica, sono molto resistenti alla decomposizione in condizioni normali, in modo che la pulizia dell'acqua e del suolo da tali sostanze le sostanze diventano una questione molto costosa e dispendiosa in termini di tempo: dopotutto, qui è necessario in qualche modo catturare gli inquinanti dall'ambiente per distruggerli in seguito con metodi speciali.

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology hanno creato speciali nanoparticelle che potrebbero semplificare notevolmente la lotta contro tali inquinanti. Ferdinand Brandl (Ferdinand Brandl), Nicolas Bertrand (Nicolas Bertrand) e i loro colleghi hanno sintetizzato una sostanza polimerica da polietilenglicole e acido poliattico: il primo fa parte di colliri, dentifrici, lassativi, ecc., E, quindi, è innocuo e il secondo funge da componente principale della plastica biodegradabile. Le nanoparticelle fatte di un tale polimero sono costituite da un nucleo idrofobo e un guscio idrofilo; a causa delle forze molecolari, i contaminanti idrofobici, cercando di raggiungere lo strato interno della nanoparticella, si attaccheranno alla sua superficie.

Ma in questa forma, l'inquinante rimarrà in soluzione, anche se si attacca alle nanoparticelle. Il trucco è che il polimero da cui sono fatte le particelle viene distrutto sotto l'azione della radiazione ultravioletta in modo che il guscio idrofilo scompaia e il nucleo idrofobo si dispiega, "esplode" - non è più stabilizzato dal guscio idrofilo, che, a causa all'interazione con l'acqua, manteneva l'interno della particella in uno stato compatto. Le particelle espanse con molecole inquinanti aderenti si uniscono e, di conseguenza, si ottiene un aggregato supramolecolare piuttosto grande. Solo che, a differenza delle singole molecole nocive e delle singole particelle, tali aggregati sono facili da raccogliere: possono essere precipitati per centrifugazione o, ad esempio, semplicemente filtrati.

Utilizzando queste nanoparticelle, gli scienziati sono stati in grado di purificare soluzioni contenenti ftalati e bisfenolo A, che interferiscono con le vie di segnalazione ormonale; le particelle si sono rivelate efficaci anche nella pulizia del terreno dagli idrocarburi policiclici aromatici, che si formano durante la combustione incompleta di vari tipi di combustibili e che, come è noto, possono essere fortemente cancerogeni. Il polimero dispiegato non può ripiegarsi in una nanoparticella e se per qualche motivo il microgrumo polimerico non si deposita e non filtra, allora, fatto di materiale biodegradabile, collasserà da solo nel tempo, cioè non ci sarà ulteriore inquinamento.

Un enorme vantaggio del metodo è la sua semplicità: la sostanza delle nanoparticelle viene sintetizzata a temperatura ambiente, non è necessario modificarle (strappano sostanze dalla soluzione in modo non specifico e sono adatte a qualsiasi sostanza chimica idrofobica), la purificazione avviene senza complessi procedure a più stadi.

Inoltre, un rapporto sufficientemente grande tra superficie e volume consente a un piccolo numero di nanoparticelle di catturare molte molecole dannose. Secondo il pensiero iniziale degli autori del lavoro, tali particelle avrebbero dovuto fornire il farmaco alle cellule tumorali, ma l'ostacolo era la necessità di luce ultravioletta, che, in primo luogo, non passa bene attraverso la pelle e, in secondo luogo, danneggia il DNA in quelle cellule, comprese quelle sane, a cui è arrivato.

Eppure, il metodo può trovare applicazione non solo nella pulizia dell'ambiente dagli inquinanti, ma anche in medicina, farmacologia, chimica analitica e persino nell'industria alimentare: ad esempio, utilizzando nanoparticelle dispiegabili e incollate, è possibile rimuovere la caffeina quando preparazione del caffè decaffeinato.

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