Ανάλυση αίματος με ένα παιδικό παιχνίδι μηδενικού κόστους


Μια από τις μεθόδους διαχωρισμού μειγμάτων που διδάσκονται οι μαθητές γυμνασίου είναι η φυγοκέντριση. Με τη μέθοδο αυτή μπορούμε να διαχωρίσουμε συστατικά που αιωρούνται σε υγρά μείγματα, αν το μείγμα τεθεί σε πολύ γρήγορη περιστροφική κίνηση. Το αίμα είναι ένα τέτοιο μείγμα και διαχωρίζεται στα συστατικά του με φυγοκέντριση.

%cf%86%cf%85%ce%b3%ce%bf%ce%ba%ce%ad%ce%bd%cf%84%cf%81%ce%b9%cf%83%ce%b7

Τα συστατικά του αίματος στο τέλος της διαδικασίας διατάσσονται ανάλογα με την πυκνότητά τους από τον πυθμένα του σωλήνα προς τα έξω, ως εξής: ερυθρά αιμοσφαίρια, λευκά αιμοσφαίρια, αιμοπετάλια, πλάσμα (δείτε εδώ μια σχετική προσομοίωση).

Όμως, οι συσκευές φυγοκέντρισης εκτός του ότι κοστίζουν ακριβά, για την λειτουργία τους απαιτείται και ηλεκτρικό ρεύμα. Κι εδώ εμφανίζονται οι επιστήμονες του Stanford για να μας δείξουν πως μπορούμε να φτιάξουμε με απλά μέσα μια συσκευή φυγοκέντρισης, που κοστίζει 0,2 δολάρια, ζυγίζει 2 γραμμάρια και λειτουργεί χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα. Πρόκειται για μια απλούστατη κατασκευή που την ονόμασαν ‘paperfuge’ (human-powered paper centrifuge), και σχεδιάστηκε με βάση ένα αρχαίο παιδικό παιχνίδι (3300 π.X.) που περιστρέφεται πολύ γρήγορα με απλές κινήσεις των χεριών μας. Το paperfuge αναπτύσσει ταχύτητες μέχρι 185125.000 rpm (στροφές ανά λεπτό) και κατορθώνει να διαχωρίσει το αίμα στα συστατικά του σε λιγότερο από 1,5 λεπτό. H συσκευή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για διάγνωση ασθενειών σε απομακρυσμένες περιοχές, όπου οι γνωστές συσκευές φυγοκέντρισης αποτελούν πολυτέλεια ή δεν υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα.

Τα υλικά και το κόστος του καθενός για την κατασκευή του paparfuge

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Παρά το γεγονός ότι αυτό το παιχνίδι είναι πασίγνωστο, λίγοι ήταν αυτοί που μελέτησαν την φυσική που περιγράφει την λειτουργία του. Έτσι οι ερευνητές M. Saad Bhamla, Brandon Benson, Chew Chai, Georgios Katsikis, Aanchal Johri και Manu Prakash δημιούργησαν θεωρητικά μοντέλα για την περιστροφική κίνηση του paperfuge και μελέτησαν τις βασικές παραμέτρους που την επηρεάζουν. Όλες οι λεπτομέρειες της εργασίας τους περιέχονται στο άρθρο με τίτλο «Hand-powered ultralow-cost paper centrifuge»

Βίντεο 1: Ο Manu Prakash εξηγεί την λειτουργία και την χρησιμότητα του paperfuge

 

Βίντεο 2: Φυγοκέντριση του αίματος σε λιγότερο από 2 λεπτά με το paperfuge

Πηγή: physicsgg.me