2022-03-22 アメリカ国立標準技術研究所（NIST）
・血液サンプルの特性を測定するために圧電結晶によって発生する超音波を使用し、液体を透過した波のエネルギーが失われたり、周波数が変化したりするのを検出する。
・研究チームは、これらの特性の音響測定において、その精度を確保するために、スリップと呼ばれる無視されがちな特性を考慮する必要があることを発見しました。
・波動は血液内の細胞を押すために用いられ、そのサイズやその他の物理的・機械的特性に従って異なる量だけ押され、分離が行われます。しかし、スリップによってエネルギーや圧力の伝達が低下するため、選別の質は低下してしまう。
・スリップに関する理解が深まることで、より信頼性が高く予測可能な音響マイクロ流体技術が実現し、生物学や医学の新しい応用分野での利用が拡大することが期待されます。
＜関連情報＞
- https://www.nist.gov/news-events/news/2022/03/not-letting-it-slip-nist-discovery-could-increase-accuracy-measuring-blood
- https://www.nature.com/articles/s41467-022-28823-6
音響マイクロ流体におけるアモントン-クーロン的スリップの力学 Amontons-Coulomb-like slip dynamics in acousto-microfluidics
Aurore Quelennec,Jason J. Gorman &Darwin R. Reyes
Nature Communications volume 13, Article number: 1429 (2022)
Published: 22 March 2022
図1: 流体-固体すべり研究に使用される音響マイクロ流体センサー。
Abstract：
Acousto-microfluidics uses acoustic waves to manipulate and sense particles and fluids, and its integration into biomedical technologies has grown substantially in recent years. Fluid manipulation and measurement with surface acoustic waves rely on the efficient transmission of acoustic energy from the device to the fluid. Acoustic transmission into the fluid can be reduced significantly by slip at the fluid-solid interface, but, up until now, this phenomenon has been widely neglected during the design of acousto-microfluidic devices. Here our interpretation supports that the slip dynamics at the liquid-solid interface in acousto-microfluidics are highly analogous to the Amontons-Coulomb laws for dry friction between solids. In particular, there is a relationship between the local fluid pressure and shear stress, where we show that pressure-shear stress conditions can be divided into slip and no-slip regions, similar to the cone of friction found in dry friction. This improved understanding of slip will enable more reliable and predictable acousto-microfluidic technologies, thus expanding their use in new applications in biology and medicine.
