Väitös neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan alalta, M.Sc. Alex Drago González

Väitöskirjan nimi: Dynamic interactions between ultrasound and water-repellent surfaces

Väittelijä: Alex Drago González
Vastaväittäjä: professori Michael Baudoin, Université de Lille, Ranska
Kustos: professori Heikki Nieminen Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu 

Tässä väitöskirjassa tutkitaan, kuinka ultraääntä voidaan käyttää vettä hylkivien pintojen aktiiviseen ja palautuvaan hallintaan. Tutkimuksessa tarkasteltiin kahta materiaaliryhmää: superhydrofobisia pintoja (SHS), jotka vangitsevat ilmataskuja veden hylkimiseksi, sekä liu’uttavan nesteen kyllästämiä huokoisia pintoja (SLIPS), jotka on päällystetty öljyllä ja mahdollistavat pisaroiden vapaan liukumisen.

Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää kosketuksettomia menetelmiä pintojen vettymisen, lämmönsiirron ja nesteiden liikkeen hallintaan pienissä mittakaavoissa. Ultraääntä hyödynnettiin akustisen säteilyvoiman avulla pintojen ja niihin liittyvien nesteiden tilan paikalliseen ja tarkkaan säätelyyn.

Tulokset osoittavat, että fokusoidulla ultraäänellä voidaan vaihtaa SHS-pintojen kostumistilaa Cassie-Baxterin ja Wenzelin tilojen välillä mikrosekuntien aikaskaalassa, mahdollistaen lämmön ja akustisen energian dynaamisen hallinnan veden alla. SLIPS-pintojen kohdalla ultraääni mahdollisti tarkan pisaroiden manipuloinnin (mukaan lukien siirtämisen, yhdistämisen, jakamisen ja atomisoinnin) täysin ilman fyysistä kontaktia.

Tulokset osoittavat, että ultraääni on monipuolinen työkalu pintojen ja nesteiden reaaliaikaiseen hallintaan. Työllä on merkitystä esimerkiksi mikrofluidiikan, biolääketieteellisen tekniikan ja mikrorobotiikan aloilla, joissa tarvitaan ei-invasiivisia, tehokkaita ja ohjelmoitavia menetelmiä nesteiden hallintaan.

Avainsanat: Ultraääni, Kostuttaminen

Yhteystiedot: alex.dragogonzalez@aalto.fi 

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): Aaltodoc