microvortex是什么意思，microvortex的意思翻译、用法、同义词、例句

常用词典

专业解析

Microvortex（微涡旋）是指发生在微观尺度（通常在微米级别）上的流体旋涡运动现象。它常见于微流体系统、生物医学工程及化学分析等领域，其形成依赖于流体在微小通道或结构中的惯性力、粘性力或外部场（如电场、磁场）的作用。以下是详细解释：

核心特征与形成机制

1. 微观尺度效应

   在微米级通道中，流体行为受雷诺数（Re）支配。当Re较低时（一般Re < 1），流体以层流为主；但若通道几何结构突变（如突然收缩、弯曲或存在障碍物），或通过外部力场（如声波、磁场）扰动，可能触发局部惯性效应，形成稳定的微涡旋。

   雷诺数公式：

   $$ Re = frac{rho v L}{mu} $$

   其中$rho$为密度，$v$为流速，$L$为特征长度，$mu$为动力粘度。

2. 功能与应用

   • 混合增强：在微流控芯片中，微涡旋可打破层流扩散限制，加速试剂混合（例如：DNA杂交反应效率提升）。
   • 颗粒操控：通过涡旋场实现细胞、微粒的聚焦、分离或捕获（如肿瘤细胞分选）。
   • 传质强化：在微反应器中促进化学反应物接触，提高合成效率（如纳米颗粒制备）。

学科关联与权威参考文献

1. 流体力学基础

   微涡旋是经典流体力学在微观尺度的延伸，其理论可参考：

   • White, F. M. (2011). Fluid Mechanics (7th ed.), McGraw-Hill. （链接：https://www.accessengineeringlibrary.com/content/book/9780077422417）

     注：该书第7章详细讨论低雷诺数流动与涡旋动力学。

2. 微流控技术应用

   实验研究与设计方法见：

   • Stone, H. A., Stroock, A. D., & Ajdari, A. (2004). "Engineering flows in small devices: Microfluidics toward a lab-on-a-chip." Annual Review of Fluid Mechanics, 36, 381-411. （链接：https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.fluid.36.050802.122124）

3. 生物医学案例

   细胞分选中的微涡旋技术：

   • Wu, Z., et al. (2019). "Inertial microfluidics for cell separation: A review." Lab on a Chip, 19(1), 11-34. （链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/lc/c8lc01015a）

关键术语对照

网络扩展资料

根据词源和科学领域的常见用法，“microvortex”是由“micro”（微小）和“vortex”（涡流/旋涡）组合而成的复合词，通常指微尺度的流体旋转现象。以下是详细解释：

1.词义拆分

• Micro（前缀）：源自希腊语“mikros”，表示“百万分之一”或“极小的”，常用于描述微观尺度（如微生物、微芯片）。
• Vortex（名词）：源自拉丁语“vortex”（旋转），指流体（气体或液体）围绕轴线旋转形成的螺旋状运动，例如龙卷风、水流中的旋涡。

2.科学定义

在物理学和工程学中，microvortex特指微米级或更小尺度的涡流结构，常见于以下领域：

• 流体动力学：微通道内的流体因速度梯度或障碍物产生局部旋转（）。
• 微流体装置：用于混合试剂、分离颗粒或增强传热（如实验室芯片技术）。
• 气象学：微型气旋或湍流中的微小涡旋（可能影响局部气候或飞行器设计）。

3.实际应用举例

• 生物医学：在微流控芯片中，利用microvortex捕捉癌细胞或检测病原体（）。
• 环境工程：研究污染物在微观涡流中的扩散规律。
• 能源技术：优化微型涡轮机或冷却系统的效率。

4.相关概念

• 涡流耗散：微观涡流因黏性阻力逐渐消失的过程。
• 雷诺数：判断流体中是否形成涡流的关键参数（公式：$$Re = frac{rho v L}{mu}$$，其中$rho$为密度，$v$为速度，$L$为特征长度，$mu$为黏度）。

由于未搜索到直接文献，以上解释基于词源和跨学科背景知识。如需具体领域的研究案例，建议补充文献关键词（如“microvortex in microfluidics”）进一步检索。

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