Technik laboratoryjny, który stał się fotografem naukowym, stworzył aparat, który pozwala nam zajrzeć do czarnej skrzynki wirówki podczas obracania próbek.

Filmy są hipnotyzujące, a co ważniejsze, pokazują nam dynamikę płynów z poziomem szczegółowości, jakiego nigdy wcześniej nie widzieliśmy.

Do tej pory holenderski wynalazca Maurice Mikkers skupiał swój aparat na znanych płynach, takich jak kawa, koktajle i ostry sos. Jednak kamera wirówkowa może mieć wszelkiego rodzaju zastosowania badawcze, od badań fizyki i genetyki po żywność, oczyszczanie ścieków i nie tylko.

ramka=0″ zezwolenie=akcelerometr; Automatyczne odtwarzanie; zapis w schowku; zaszyfrowane media; żyroskop; Obrazek w obrazku; udostępnianie sieciowe”allowfullscreen>

Przed zajęciem się fotografią naukową Mikkers pracował jako technik laboratoryjny w Holenderskim Narodowym Instytucie Zdrowia Publicznego i Środowiska, gdzie zajmował się diagnostyką pasożytów.

Tam Mikkers niezliczoną ilość razy korzystał z wirówki, ale to, co działo się wewnątrz maszyny, pozostawało tajemnicą czarnej skrzynki, do której tkwiący w nim fotograf zawsze chciał zajrzeć.

„Pracując w laboratorium, miałem jedynie wizualną wiedzę na temat próbki „przed wirówką” i „po wirówce”” – pisze Mikkers w eseju opublikowanym w czasopiśmie Medium.

W teorii wiedział, na czym polega proces, z ilustracji naukowych i animacji: „Jednakże uwzględniono podgląd procesu oddzielania na żywo, jakiego nigdy nie widziałem” – wyjaśnia.

Aby to uchwycić, Mikkers pracował miesiącami, zmagając się z problemami technicznymi, które pojawiają się, gdy próbuje się zamontować aparat cyfrowy na maszynie wirującej z taką prędkością, że wytwarza ona siły 2500 razy większe niż grawitacja powierzchniowa Ziemi – co oczywiście wpływa nie tylko na próbkę. filmowany, ale także sam sprzęt nagrywający.

Wirówki działają poprzez wirowanie płynów z prędkością, która wytwarza intensywne siły odśrodkowe. Warstwy najbardziej oddalone od środka wirówki doświadczają bardziej ekstremalnej siły odśrodkowej niż te bliżej środka, ponieważ okrąg, jaki tworzą w jednym obrocie, jest znacznie większy.

Wpływa to na cząsteczki w płynie w różny sposób, w zależności od ich gęstości, powodując rozdzielanie składników na schludne warstwy, przy czym najgęstsza materia jest wyciągana do najbardziej zewnętrznego punktu.

ramka=0″ zezwolenie=akcelerometr; Automatyczne odtwarzanie; zapis w schowku; zaszyfrowane media; żyroskop; Obrazek w obrazku; udostępnianie sieciowe”allowfullscreen>

Technologia ta jest szczególnie znana z zastosowania do rozdzielania próbki krwi na czerwone krwinki, białe krwinki, płytki krwi i osocze w celu analizy lub oddania.

Służy również do ekstrakcji DNA z komórek. Ponieważ DNA ma mniejszą gęstość niż inne składniki komórki, w wirówce unosi się do góry.

Ta pozornie prosta technika ma fundamentalne znaczenie dla niemal wszystkich analiz i badań genetycznych, od mapowania genomów gatunków po wykrywanie wirusów, pasożytów i bakterii w ludzkim organizmie, po identyfikowanie, a nawet poprawianie kodów definiujących nasze cechy fizyczne.

Niektóre płyny uchwycone kamerą Mikkersa nie rozdzielają się, ale wykazują interesującą dynamikę płynów, której wcześniej nie można było zaobserwować w ten sposób.

Na przykład zdjęcie przed i po nie daje żadnych śladów hipnotyzujących wirów żelu pod prysznic poddanego działaniu siły 2500 g.

ramka=0″ zezwolenie=akcelerometr; Automatyczne odtwarzanie; zapis w schowku; zaszyfrowane media; żyroskop; Obrazek w obrazku; udostępnianie sieciowe”allowfullscreen>

Wirówki zostały nawet włączone do nauki o żywności, a filmy Mikkersa wzbudziły zainteresowanie Alvaro Martina, fizyka płynów z Uniwersytetu w Twente w Holandii, który omówił materiał filmowy w prezentacji na temat dynamiki płynów kulinarnych.

„Materiał z kamery wirówkowej jest zaskakujący dla każdego specjalisty ds. dynamiki płynów ze względu na ilość ruchu występującego w większości filmów, dalekiego od delikatnego ruchu separacji i utrzymującego się przez kilka minut” – mówi Martin.

Zatem zobaczenie, co faktycznie dzieje się w tym maleńkim cyklu wirowym, to ogromne wyzwanie dla badaczy ze wszystkich dziedzin – genetyki, fizyki, sztuki, a nawet oczyszczania ścieków.

Mikkers współpracuje obecnie z reologiem Lorenzo Botto z Politechniki w Delft w Holandii nad projektem o nazwie „Sludgecam”, który bada potencjalne zastosowanie tej technologii w odzyskiwaniu cennych zasobów z osadów ściekowych.

Po usunięciu wody ze ścieków pozostaje obrzydliwy, śmierdzący i niebezpieczny osad, który coraz częściej uznawany jest za „kopalnię złota” składników odżywczych i minerałów, nie wspominając o materiałach syntetycznych, takich jak polimery.

Celem projektu jest stworzenie inteligentnej kamery wirówkowej, która pomoże operatorom oczyszczalni ścieków dostosować sposób oczyszczania osadów na podstawie ich rzeczywistej zawartości.

„Po raz pierwszy naukowcy mogą zobaczyć, co dzieje się wewnątrz wirówki laboratoryjnej podczas jej wirowania, co dostarczy wielu spostrzeżeń, które można zastosować nie tylko w oczyszczaniu ścieków, ale także w innych zastosowaniach, takich jak biotechnologia i przetwórstwo spożywcze” – mówi Botto.

Nie możemy się doczekać, aby zobaczyć więcej.