ERC Consolidator Grant till forskning för snabbare vätskeblandningar
Outi Tammisola, professor vid KTH Strömningsmekanik, får ERC Consolidator Grant på 2 miljoner Euro för en femårsperiod för projektet "INTER-ET”.
– Vi hoppas kunna möjliggöra bättre omblandning i småskalig strömning. Vi vill få till snabbare blandning av komponenter och kemiska reaktioner, exempelvis vid mikrofluidik för läkemedelstillverkning, säger hon.
Hur skulle du beskriva syftet med projektet ”Interaction of Elasto-inertial Turbulence and material microstructure – INTER-ET"?
– Turbulens generellt hjälper till att blanda vätskor, åstadkomma kemiska reaktioner och värmeöverföring. Målet med projektet är att förbättra förståelsen för så kallad ”elasto-inertiell turbulens”, som uppkommer i komplexa vätskor i mycket låga flödeshastigheter och små längdskalor. Längdskalorna kan ha minskats till under millimeter.
– I vanliga vätskor är det mycket svårt att få olika partiklar eller kemikalier att blanda sig i småskalig strömning, eftersom blandningsflödet i exempelvis vatten sker extremt långsamt, säger Outi Tammisola.
– Genom att lägga till så lite som hundratals promille polymerer i vattnet får man en effektiv blandning genom elastisk turbulens. Å andra sidan vill man inte ha elastisk turbulens i känsliga tillämpningar, som exempelvis cellsortering vid blodrening, så det är viktigt att veta exakt när och hur fenomenet förekommer.
Hur kan samhället gynnas av resultatet i framtiden?
– Elastisk turbulens har nyligen fått stor uppmärksamhet som ett lovande sätt att öka blandning och värmeöverföring på små skalor, exempelvis i lab-on-a-chip-applikationer.
– Andra möjliga tillämpningar finns inom biomedicin, rengöring av mark och design av nya biomaterial. Dessutom vill vi öka förståelsen för biologiska processer, eftersom blod, saliv och slem är komplexa vätskor med liknande egenskaper.
Hur går själva forskningsarbetet till?
– Vi kombinerar avancerade högprestandaberäkningar med labbexperiment med nya metoder. Det innebär att vi mäter mikrostrukturen av materialet samtidigt med strömningen, för att ta reda på hur polymererna samverkar med strömningen och när elastisk turbulens uppkommer.
Outi Tammisola har sedan tidigare ett ERC-Starting Grant , som pågår fram till i augusti 2025.
Läs mer om forskningsprojektet här: www.cambridge.org/core/journals/journal-of-fluid-mechanics/article/effect-of-finite-weissenberg-number-on-turbulent-channel-flows-of-an-elastoviscoplastic-fluid/4512F46D1835F99731C57B11BA8AB756
Text: Katarina Ahlfort
Foto: KTH