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為科學攝影師，他發明了一種相機，讓我們可以窺視離心機的黑匣子內部，因為它從樣品中旋轉出來。

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向我們展示了流體動力學。

到目前為止，荷蘭發明家莫里斯·米克斯（Maurice Mikkers）已經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生與環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，米克斯無數次使用離心機，但機器內部發生的事情仍然是一個黑匣子之謎，他內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，與試圖將數碼相機安裝在旋轉速度如此之快的機器上時出現的技術問題作斗爭，它產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生強烈離心力的速度旋轉流體。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·馬丁（Alvaro 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，因為大多數視頻中都存在大量的運動，遠非溫和的分離運動，而是持續幾分鐘，”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物質和礦物質的“金礦”，更不用說聚合物等合成材料了。

該項目旨在創建智能離心機攝像頭，以幫助廢水處理廠的運營商根據污泥中的實際情況調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模的離心機在旋轉時發生的情況，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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