مطالعه تغییرات جریان‌پذیری و خواص سطحی سامانه فعال باکتری اشریشیا کلی/آب/پلی‌وینیل‌پیرولیدن

Abstract

چبررسی رفتار جریان‌های حاوی ذرات فعالی همچون باکتری، موضوع جدیدی است که توانایی تعریف در کاربردهای گسترده را دارد. تحرک محلول باکتری، به‌دلیل نیروی هیدرودینامیک، نیروی برشی در اطراف سلول ایجاد می‌کند که بر رفتار سیال تاثیر می‌گذارد. در این تحقیق برای بررسی رفتار باکتری اشریشیا کلی در محیط آب/پلیمر با استفاده از رئومتر برشی، تغییرات گرانروی محلول بررسی شد. در مطالعه حاضر، با انتخاب غلظت (۰/۰۱گرم بر میلی‌لیتر) و وزن مولکولی مناسب از پلی‌وینیل‌پیرولیدن (۳۶۰کیلودالتون)، فعالیت باکتری اشریشیا کلی در آزمون رئومتری و باسرعت‌های برشی مختلف بررسی شد. همچنین، تاثیر حضور سه گونه باکتریایی اشریشیا کلی، استوباکتر گزیلینوم و استافیلوکوکوس اورئوس در میزان تنش بین سطحی سیال، به کمک آزمون ویلهلمی بررسی شد. فعالیت باکتری سبب کاهش گرانروی محلول نسبت به محلول عاری از باکتری می‌شود. همچنین داده‌های گرانروی نسبی محلول در محدوده وسیعی از سرعت‌های برشی و در رقت‌های مختلف باکتری، تحلیل شد؛ آن گونه که گرانروی نسبی در حالت رقیق و سرعت‌های برشی کم (یک‌برثانیه)، کمتر از یک و در سرعت‌های برشی بیشتر، افزایش یافته است. در این پژوهش، به‌منظور تحلیل و ارتباط حرکت جمعی، کسر حجمی باکتری ۰/۸ شد. همچنین، اگر چه میزان کاهش کشش سطحی در سه محلول باکتریایی مقادیر متفاوتی نشان دادند، اما روند کاهش تنش سطحی در آنها، می‌تواند شاهدی بر تاثیر فعالیت باکتری بر رفتار جریان‌پذیری سیال باشد. فعالیت باکتری اشریشیا کلی سبب سهولت جریان‌پذیری سیال در محدوده سرعت‌های برشی کم می‌شود. مشاهده گرانروی کاهش یافته در این ذره فعال می‌تواند کاربردهای جدیدی را با توجه به کاهش انرژی مورد نیاز برای جریان‌پذیری آن تعریف نماید.