磁性科學家解析液氦商業化應用

Original publish date:Dec 26, 2005

編輯 UHVacuum 報導

傳統的技術手段和科學方法能夠分離微米尺度的顆粒，但是從現在看來，還是很難達到次微米量級。如果能夠做到次微米尺度的話，就能夠製造出某種能通過吸入來進行高效治療的藥物。對如何操控，測量和分離小顆粒物質有了更多的瞭解，在製藥工業也產生了巨大的應用，並且能夠改變一些藥物的治療方式和效率。

Steven W. Van Sciver是Florida A&M University和Florida State University工程學院的機械工程教授，Tallahassee 的National High Magnetic Field Lab低溫專家。Van Sciver正在和Oxford Instrument公司進行合作，試圖理解一個正在申請中的低溫技術專利背後的基本概念，這種技術能夠將顆粒分離的尺度從微米量級下降到次微米。利用OI的資助，Van Sciver正在對液氦中的顆粒物質行為進行研究。如果氦冷卻到更低的溫度，就會變成“超流體”—如果處在一個閉合的環路中，能夠無摩擦的不停流動。超流態的氦具有很多的奇異性質，Van Sciver說，因為其獨特的粘滯和熱傳導特性，對其流動的控制可以達到其他流體所不能達到的程度，這有很多的潛在商業應用價值。

在最新一期的Nature Pysics中，Van Sciver寫到，當液氦流向然後繞過一個相對來說較大的物體的時候—比如一塊小石頭—有產生渦流的趨勢，但是渦流並不像預期的那樣，會在物體的後面產生，同時在前面也會產生。所以，有一部分的流動方向是相反的。這是一個很奇特的現象，並且是科學鏈條上面很重要的一環，Van Sciver希望這最終能夠促使一個分離顆粒物質的新的低溫技術的產生。為了這個目標，Van Sciver在OI的資助下正在主持一個R&D專案，希望能夠確定顆粒分離儀器的工作原理。合適大小的顆粒對於藥物進行有效的傳遞非常重要，比如，某些藥物通過肺吸收之後能夠比通過血液吸收發揮更多的功效。

“為了能夠將呼吸系統藥物更有效的傳遞到肺部，藥物中微顆粒的尺度和密度的設計就顯得非常必要，”Neal Kalechofsky說，“通過和FSU的合作，我們將低溫技術的應用範圍擴展到微顆粒的分離。” Neal Kalechofsky是OI的技術開發經理，OI是一個全球化的技術公司，為物理學和生物科學提供各種儀器和系統。

NHMFL研究最尖端水準的強磁場工具，供那裏的工作人員用來進行物理學，生物學，生物工程，化學，地球化學，生物化學和材料科學的研究。這個實驗室有NSF和FS共同出資資助，是美國國內同領域的唯一研究機構。

原始論文
Tao Zhang and Steven W. Van Sciver
Large-scale turbulent flow around a cylinder in counterflow superfluid He4 (He (II)) Nature Physics 1, 36-38 (2005)

參考來源：