Microfluidica e nuotatori a bassi
numeri di Reynolds
Andrea Giansanti
Dipartimento di Fisica
La Sapienza Università di Roma
Lezione per il corso di biofisica 10/12/2009
•Microelectronics vs lab-on-a-chip microfluidics
•1nl=(100μ)3
•Dimensionless numbers in microflujidics
From: Squires&Quake 2005. par.1
Edward M Purcell, Life at Low Reynolds Number, Am. J. Phys. 45, 3-11 (1977)
Purcell’s “scallop theorem”: any swimming motion at low Reynolds number must be non-reciprocal
I microorganismi hanno risolto il problema posto da questo no-go theorem attraverso
l’ ingegnerizzazione di elementi mobili asimmetrici (apolar swimmers) con movimento
circolare
Se vale il teorema della conchiglia allora un nuotatore singolo apolare, a basso numero di
Reynolds non puo’ nuotare
Ma un’ insieme di nuotatori apolari puo’ nuotare collettivamente grazie all’ interazione
idrodinamica
Bibliografia
Landau & Lifshits, Fluid Mechanics
Nelson, Biological Physics, cap. 5
E.M. Purcell, Life at Low Reynolds Number Am. J. phys. 45,3(1977).
T.M. Squires, S.R. Quake, Microfluidics: fluid physics at the nanoliter scale.
Rev. Mod. Phys. 77,977 (2005).
P. Galajda et al., Funnel ratchets in biology at low Reynolds number: choanotaxis.
J. Modern Optics, 55, 3413 (2008).