МОСКВА, 27 мая. /ТАСС/. Исследователи из России и Египта детально изучили то, как возникают микроскопические пузырьки при движении крови вблизи стенок сосудов, а также в других гибридных наножидкостях при схожих условиях среды. Полученные учеными данные помогут улучшить работу систем «точечной» доставки лекарств, а также создать новые технологии очистки и дегазации, сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.
«Наше исследование демонстрирует, как фундаментальные физико-математические модели могут дать ответы на прикладные вопросы медицины, экологии и промышленности. Мы надеемся, что предложенная нами модель найдет широкое применение в диагностике и терапии, в том числе в минимально инвазивных методах», — пояснил научный сотрудник Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ Ахмед Абу-Наб, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.
Как отмечают Абу-Наб и другие ученые, при определенных условиях и физических воздействиях внутри жидкостей могут возникать и коллапсировать крупные и микроскопические пустоты, своеобразные пузырьки, чье исчезновение сопровождается высвобождением энергии. Этот феномен активно используется при разработке медицинских приборов, способных уничтожать камни в почках и разрушать тромбы, а также для очистки топлива, улучшения качества молока и решения большого числа других задач.
Российские и египетские физики заинтересовались, как протекает кавитация внутри сложно устроенных наножидкостей, в которых присутствует большое число наночастиц разных размеров и формы. Интерес ученых к этому связан с тем, что одним из примеров подобных сред является человеческая кровь, в которой присутствует большое число типов клеток, а также природных и рукотворных наноразмерных структур, влияющих на процесс высвобождения энергии при коллапсе пузырьков.
«В отличие от прежних моделей, рассматривающих либо численно, либо с упрощениями только одно- или двухкомпонентные жидкости, в новой модели впервые учитывается комбинация из трех различных наночастиц, реалистичное поведение вблизи упругих тел с оболочкой, аналитическое решение вместо численных аппроксимаций и влияние поверхностного натяжения на кавитацию», — пояснил Абу-Наб.
Как отмечают исследователи, подготовленный ими набор формул уже позволил им изучить то, как концентрация наночастиц, а также структура жидкости влияет на радиус пузырьков и другие параметры кавитации. Это открывает путь к разработке жидкостей с контролируемыми свойствами, биомедицинских технологий доставки препаратов с точной дозировкой, систем очистки и дегазации на основе микрокавитации, проектированию микромеханизмов и протезов, подытожили физики.
