Déformation de l’hydrogel utilisé pour mesurer la pression négative de l’eau

L’eau, de manière inattendue, a le potentiel de résister à une force d’étirement ou à une tension massive en raison de sa force de cohésion interne. Sous une tension extrême, la pression hydrostatique de l’eau s’afficherait comme négative absolue. La compréhension d’un tel état de non-équilibre thermodynamique unique dans le diagramme de phase de l’eau est encore floue, ce qui a suscité beaucoup de curiosité dans le domaine. Néanmoins, après que les botanistes l’ont d’abord découverte dans le xylème des arbres, cette soi-disant pression négative de l’eau étirée pourrait être conçue pour générer des différences de pression extrêmement importantes. Il a été utilisé dans une série d’applications avancées de transfert de chaleur et de masse, y compris l’arbre synthétique sur puce pour l’extraction continue de l’eau, les membranes nanoporeuses avec des flux de chaleur interfaciaux ultra-élevés, etc.

Des chercheurs de l’Université de Wuhan en Chine, dirigés par le professeur Kang Liu, ont mis au point une approche de caractérisation optique sans contact pour détecter avec précision la valeur de la pression négative dans l’eau étirée, en particulier dans les systèmes microfluidiques. Cette méthode empêche le contact direct avec l’eau étirée et réduit le besoin de composants de mesure compliqués. Leur idée est de commencer par la déformation d’une surface d’hydrogel causée par la pression négative extrêmement importante qui s’accumule dans les vides d’hydrogel. En établissant un lien entre la pression négative dans les vides d’hydrogel et la déformation de la surface de l’hydrogel, la valeur exacte de la pression négative pourrait être dérivée en fonction de l’étendue de la déformation et des paramètres géométriques mesurés des vides d’hydrogel. De plus, les chercheurs prouvent également ses autres applications potentielles telles que la cartographie de la pression négative d’un écoulement dynamique dans le microcanal.

La recherche a été publiée dans Frontières de l’optoélectronique.

Fourni par la presse de l’enseignement supérieur