microvortex是什麼意思，microvortex的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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Microvortex（微渦旋）是指發生在微觀尺度（通常在微米級别）上的流體旋渦運動現象。它常見于微流體系統、生物醫學工程及化學分析等領域，其形成依賴于流體在微小通道或結構中的慣性力、粘性力或外部場（如電場、磁場）的作用。以下是詳細解釋：

核心特征與形成機制

1. 微觀尺度效應

   在微米級通道中，流體行為受雷諾數（Re）支配。當Re較低時（一般Re < 1），流體以層流為主；但若通道幾何結構突變（如突然收縮、彎曲或存在障礙物），或通過外部力場（如聲波、磁場）擾動，可能觸發局部慣性效應，形成穩定的微渦旋。

   雷諾數公式：

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

   其中$rho$為密度，$v$為流速，$L$為特征長度，$mu$為動力粘度。

2. 功能與應用

   • 混合增強：在微流控芯片中，微渦旋可打破層流擴散限制，加速試劑混合（例如：DNA雜交反應效率提升）。
   • 顆粒操控：通過渦旋場實現細胞、微粒的聚焦、分離或捕獲（如腫瘤細胞分選）。
   • 傳質強化：在微反應器中促進化學反應物接觸，提高合成效率（如納米顆粒制備）。

學科關聯與權威參考文獻

1. 流體力學基礎

   微渦旋是經典流體力學在微觀尺度的延伸，其理論可參考：

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

     注：該書第7章詳細讨論低雷諾數流動與渦旋動力學。

2. 微流控技術應用

   實驗研究與設計方法見：

   • 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. （鍊接：https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.fluid.36.050802.122124）

3. 生物醫學案例

   細胞分選中的微渦旋技術：

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

關鍵術語對照

網絡擴展資料

根據詞源和科學領域的常見用法，“microvortex”是由“micro”（微小）和“vortex”（渦流/旋渦）組合而成的複合詞，通常指微尺度的流體旋轉現象。以下是詳細解釋：

1.詞義拆分

• Micro（前綴）：源自希臘語“mikros”，表示“百萬分之一”或“極小的”，常用于描述微觀尺度（如微生物、微芯片）。
• Vortex（名詞）：源自拉丁語“vortex”（旋轉），指流體（氣體或液體）圍繞軸線旋轉形成的螺旋狀運動，例如龍卷風、水流中的旋渦。

2.科學定義

在物理學和工程學中，microvortex特指微米級或更小尺度的渦流結構，常見于以下領域：

• 流體動力學：微通道内的流體因速度梯度或障礙物産生局部旋轉（）。
• 微流體裝置：用于混合試劑、分離顆粒或增強傳熱（如實驗室芯片技術）。
• 氣象學：微型氣旋或湍流中的微小渦旋（可能影響局部氣候或飛行器設計）。

3.實際應用舉例

• 生物醫學：在微流控芯片中，利用microvortex捕捉癌細胞或檢測病原體（）。
• 環境工程：研究污染物在微觀渦流中的擴散規律。
• 能源技術：優化微型渦輪機或冷卻系統的效率。

4.相關概念

• 渦流耗散：微觀渦流因黏性阻力逐漸消失的過程。
• 雷諾數：判斷流體中是否形成渦流的關鍵參數（公式：$$Re = frac{rho v L}{mu}$$，其中$rho$為密度，$v$為速度，$L$為特征長度，$mu$為黏度）。

由于未搜索到直接文獻，以上解釋基于詞源和跨學科背景知識。如需具體領域的研究案例，建議補充文獻關鍵詞（如“microvortex in microfluidics”）進一步檢索。

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