令人難以置信的視頻首次帶我們進入離心機

一位實驗室技術人員轉(zhuǎn)為科學攝影師，他發(fā)明了一種相機，讓我們可以窺視離心機的黑匣子內(nèi)部，因為它從樣品中旋轉(zhuǎn)出來。

這些視頻令人著迷，更重要的是，它們以我們從未見過的細節(jié)向我們展示了流體動力學。

到目前為止，荷蘭發(fā)明家莫里斯·米克斯（Maurice Mikkers）已經(jīng)將相機對準了熟悉的流體，例如咖啡、冰沙和辣醬。但是離心機相機可以有各種研究應用，從物理學和遺傳學研究到食品、廢水處理等等。

在從事科學攝影之前，米克斯曾在荷蘭國家公共衛(wèi)生與環(huán)境研究所擔任實驗室技術員，在那里他參與了寄生蟲診斷。

在那里，米克斯無數(shù)次使用離心機，但機器內(nèi)部發(fā)生的事情仍然是一個黑匣子之謎，他內(nèi)心的攝影師一直想窺視這個謎團。

“在實驗室工作時，我對'離心機前'樣品和'離心后'樣品只有視覺知識，”Mikkers在發(fā)表在Medium上的一篇文章中寫道.

他從科學插圖和動畫中知道理論上涉及的過程：“但是，我從未見過分離過程的現(xiàn)場視圖，”他解釋.

為了親自捕捉到這一點，米克斯花了幾個月的時間，與試圖將數(shù)碼相機安裝在旋轉(zhuǎn)速度如此之快的機器上時出現(xiàn)的技術問題作斗爭，它產(chǎn)生的力比地球表面重力強 2,500 倍——這當然不僅會影響正在拍攝的樣本，還會影響記錄設備本身。

離心機的工作原理是以產(chǎn)生強烈離心力的速度旋轉(zhuǎn)流體。離離心機中間最遠的層比靠近中間的層承受更大的離心力，因為它們在一次旋轉(zhuǎn)中形成的圓圈要大得多。

這會影響流體中的顆粒，具體取決于它們的密度，導致組件分離成整齊的層，最致密的物質(zhì)被拉到最外層。

這項技術以用于分離血液樣本進入紅細胞、白細胞、血小板和血漿，用于分析或捐獻。

它也用于從細胞中提取DNA。由于 DNA 的密度低于其他細胞成分，因此它在離心機中上升到頂部。

這種看似簡單的技術幾乎是所有基因分析和研究的基礎，從繪制物種基因組圖譜到檢測病毒、寄生蟲和人體中的細菌，以精確定位甚至調(diào)整定義我們身體特征的代碼。

Mikkers相機捕捉到的一些流體不會分離，但顯示出以前無法以這種方式觀察到的有趣的流體動力學。

例如，前后對比沒有暗示沐浴露暴露在 2500 g 力下的迷人漩渦。

離心機甚至被整合到食品科學中，Mikkers的視頻引起了荷蘭特溫特大學的流體物理學家阿爾瓦羅·馬?。ˋlvaro Martin）的興趣，他在烹飪流體動力學演示.

“離心機攝像機的鏡頭對任何流體動力學家來說都是令人驚訝的，因為大多數(shù)視頻中都存在大量的運動，遠非溫和的分離運動，而是持續(xù)幾分鐘，”馬丁說.

因此，對于遺傳學、物理學、藝術甚至廢水處理等各個領域的研究人員來說，了解這個微小的自旋周期中到底發(fā)生了什么是一件大事。

Mikkers 目前正在與荷蘭代爾夫特理工大學的流變學家 Lorenzo Botto 合作開展一個他們稱之為”污泥凸輪“，探討了該技術在從廢水污泥中回收寶貴資源方面的潛在應用。

當水從污水中去除時，剩下的是一種令人作嘔、臭氣熏天、有害的污泥，它越來越被認為是營養(yǎng)物質(zhì)和礦物質(zhì)的“金礦”，更不用說聚合物等合成材料了。

該項目旨在創(chuàng)建智能離心機攝像頭，以幫助廢水處理廠的運營商根據(jù)污泥中的實際情況調(diào)整他們處理污泥的方式。

“這是研究人員第一次看到實驗室規(guī)模的離心機在旋轉(zhuǎn)時發(fā)生的情況，這將提供許多見解，這些見解不僅可以應用于廢水處理，還可以應用于生物技術和食品加工等其他應用，”Botto說說。

我們迫不及待地想看到更多。

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