Capillary Filling at the Microscale : Control of Fluid Front Using Geometry
Trejo-Soto, Claudia (Centre de Recerca Matemàtica)
Costa-Miracle, Enric (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Matemàtiques)
Rodriguez-Villarreal, Angeles Ivon (Centre de Recerca Matemàtica)
Cid Colom, Jordi (Hospital Clínic i Provincial de Barcelona)
Alarcón Cor, Tomás (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Matemàtiques)
Hernández-Machado, Aurora (Barcelona Graduate School of Mathematics (BGSMath))

Fecha:	2016
Resumen:	We propose an experimental and theoretical framework for the study of capillary filling at the micro-scale. Our methodology enables us to control the fluid flow regime so that we can characterise properties of Newtonian fluids such as their viscosity. In particular, we study a viscous, non-inertial, non-Washburn regime in which the position of the fluid front increases linearly with time for the whole duration of the experiment. The operating shear-rate range of our apparatus extends over nearly two orders of magnitude. Further, we analyse the advancement of a fluid front within a microcapillary in a system of two immiscible Newtonian liquids. We observe a non-Washburn regime in which the front can accelerate or decelerate depending on the viscosity contrast between the two liquids. We then propose a theoretical model which enables us to study and explain both non-Washburn regimes. Furthermore, our theoretical model allows us to put forward ways to control the emergence of these regimes by means of geometrical parameters of the experimental set-up. Our methodology allows us to design and calibrate a micro-viscosimetre which works at constant pressure.
Ayudas:	Ministerio de Ciencia e Innovación MTM2011-29342 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2014/SGR-1307 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2014/SGR-878 Ministerio de Economía y Competitividad FIS2013-47949-C2-1-P
Derechos:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Lengua:	Anglès
Documento:	Article ; recerca ; Versió publicada
Publicado en:	PloS one, Vol. 11, Issue 4 (April 2016) , art e0153559, ISSN 1932-6203

DOI: 10.1371/journal.pone.0153559
PMID: 27104734

18 p, 1.0 MB

El registro aparece en las colecciones:
Artículos > Artículos de investigación
Artículos > Artículos publicados