Opis projektu
W te i we wte, na wskroś i wzdłuż – modelowanie mikroskalowego przepływu koloidów przez ośrodek porowaty
Cząstki poruszają się w wyniku działania różnych sił. Na przykład cząstki substancji lotnych unoszące się znad garnka z obiadem docierają z kuchni do nosa osoby znajdującej się w pokoju, a wraz z ich ruchem pojawia się gradient ich malejącego stężenia. Koloidy, bardzo małe cząstki zawieszone w roztworze, w którym się nie rozpuszczają ani nie opadają, też podlegają gradientowi stężenia. Wiedza na temat ruchu cząstek roztworów koloidalnych w materiałach porowatych znajduje zastosowanie w różnych obszarach: od działania zmysłów i filtrowania do zastosowań energetycznych i stawiania diagnozy medycznej. To kolejny aspekt oddziaływania przez powierzchnię fazy stałej na względnie dużej powierzchni. Finansowany ze środków UE projekt DIPHORES ma służyć opracowaniu modelu w skali porowatości, który ułatwi symulację przepływu koloidu przez ośrodek porowaty i pozwoli uzyskać większą kontrolę nad takimi substancjami w różnych zastosowaniach.
Cel
Flow containing suspended colloidal particles is found in a multitude of situations. Unexpected particle dynamics occur in the presence of local solute concentration gradients, due to cooperating and competing effects of particle migration driven by the solute gradients and advection. This particle migration, referred to as diffusiophoresis, is often accompanied by diffusioosmosis in which the solute gradients impose slip flows over solid surfaces. Recent investigations have shown that it is possible to achieve rapid particle focusing in micro-geometries by manipulating the properties of the solute, particle and flow, as well as the surface chemistry and configuration. This can be exploited for a plethora of applications.
Most potential applications involve flow through porous media. Approaches for modelling flow through porous media at the Darcy scale are well established today, but their extension to introduce diffusiophoretic and diffusioosmotic net effects is not straight-forward, owing to their dependence on local effects at the pore scale. The combined study of diffusiophoresis and pore-scale flow dynamics has not been attempted to date. DIPHORES aims to carry out pore-scale simulations to study the interaction of diffusiophoresis and flow through porous media. The project activities include (a) development and implementation of a diffusiophoretic model a finite element code, (b) 2D and 3D pore-scale simulations and (c) upscaling of dynamics to the Darcy scale.
The project will be conducted at Universidad Politécnica de Madrid (UPM), with an internationally leading expertise in pore-scale simulations. Secondment at Université de Lausanne (UNIL) is aimed towards defining test cases to be reproduced experimentally in micromodels. Secondment at Repsol S. A., an energy company, is aimed to assess the potential of the research topic towards a practical application.
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
28040 Madrid
Hiszpania