Nous avons tous de minuscules poils dans nos vaisseaux sanguins qui se conforment à l’écoulement de votre sang

Une étude publiée sur le site web de Nature Physics a révélé que le corps humain est recouvert de poils mous microscopiques – dont les papilles gustatives, les microvillosités de l’estomac et les brins de protéines de nos vaisseaux sanguins – qui se déplacent avec les courants de les fluides dans lesquels ils sont immergés.

Afin d’examiner le comportement de ces poils microscopiques vis-à-vis de l’écoulement des fluides, une équipe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology a fabriqué des lits mous avec une densité, un angle et une élasticité variables. Les scientifiques ont ensuite utilisé un rhéomètre pour mesurer l’impédance des cheveux ou la résistance à l’écoulement des fluides.

L’équipe de recherche a constaté que les poils raides restent droits lorsque la vitesse du liquide est trop faible pendant l’écoulement d’un fluide. D’autre part, les poils sont plus susceptibles de s’affaisser si la vitesse est trop élevée.

Cependant, les chercheurs ont noté que certains cheveux avec un angle ou une élasticité distincte peuvent présenter une réponse de traînée asymétrique pendant un écoulement de fluide. Cela signifie que ces poils inclinés se redressent lorsque le fluide s’écoule contre eux. Pendant cet état, les poils peuvent ralentir l’écoulement du fluide en servant de porte temporairement élevée.

«On a fait beaucoup de travail à grande échelle, en étudiant des fluides comme le vent qui coule devant un champ d’herbe ou de blé, et comment la flexion ou la modification de la forme d’un objet affecte l’impédance ou l’écoulement des fluides. Mais il y a eu très peu de travail à petite échelle qui puisse s’appliquer aux poils biologiques … Ce qui est surprenant, c’est ce qui s’est passé avec les poils anguleux [c’est que] nous avons vu une différence d’impédance selon que le fluide coulait avec ou contre le grain. Fondamentalement, les cheveux changeaient de forme et changeaient le flux autour d’eux », explique l’auteur principal José Alvarado dans un article de Phys Org.

Implications potentielles dans les soins de santé

La découverte de poils qui possèdent une réponse de traînée asymétrique peut aider les ingénieurs à concevoir des dispositifs microfluidiques garnis de poils anguleux qui peuvent diriger passivement le flux de fluide à travers une puce.

La co-auteure de l’étude, Anette Hosoi, a déclaré que les équipements microfluidiques tels que les diodes hydrauliques sont un élément important dans le développement de systèmes hydrauliques complexes qui pourraient faire l’affaire. (Connexes: nanobots de nage développés qui peuvent traquer et détruire les bactéries dans l’eau.)

Hosoi a fait valoir qu’il serait difficile de concevoir des équipements dotés de fonctionnalités pouvant être commutées à très petite échelle. Cependant, l’expert a noté que ces poils angulaires peuvent être utilisés pour créer une diode fluide qui peut basculer entre une résistance élevée et une résistance faible pendant les écoulements de fluide d’une direction à l’autre. L’expert a également souligné que les ordinateurs et les téléphones mobiles ont été développés grâce à l’invention de l’électronique à petite échelle, bon marché et à l’état solide.

«Sur les systèmes hydrauliques, nous n’avons pas vu ce genre de révolution car tous les composants sont complexes en eux-mêmes. Si vous pouvez fabriquer de petites pompes à fluide, des diodes, des vannes et des résistances bon marché, alors vous devriez être en mesure de libérer la même complexité que dans les systèmes électroniques, dans les systèmes hydrauliques. Maintenant, la diode hydraulique à semi-conducteurs a été déterminée « , a déclaré M. Hosoi au site web de Science Daily.