Plasticità direzionale indotta da canali microfluidici strutturati

Le emulsioni concentrate sono un sistema modello di fluidi “yield stress”, una classe di materiali amorfi che, sottoposti ad uno stress esterno, si comportano come solidi fino a che lo stress imposto non supera un valore soglia oltre il quale il sistema inizia a fluire come un liquido. Studi recenti hanno evidenziato come questa transizione possa essere profondamente modificata dalla presenza di confinamento microfluidico e di microstrutture sulla scala delle singole gocce. In questa tesi è stato studiato il flusso di emulsioni concentrate in canali microfluidici con pareti decorate mediante microstrutture con geometria a losanga. Si è osservato come l’asimmetria longitudinale delle strutture introduca una direzione “privilegiata” per il flusso, corrispondente alla direzione lungo la chiusura delle losange, chiamata “forward”, lungo la quale si misura un guadagno di flusso rispetto alla direzione “backward”, orientata contro l’apertura delle losanghe. In particolare, si è analizzato sistematicamente come varia il guadagno di flusso al variare della concentrazione dell’emulsione e della pressione applicata. Per gradienti di pressione considerati si è notato come il massimo guadagno di flusso si ottenga a concentrazioni in cui i riassestamenti delle gocce in seguito alle collisioni sulle microstrutture cessano di essere cooperativi.