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Controlled acoustic nozzle-free droplet generation of glycerol-water mixtures and TEMPO-oxidised cellulose nanofibre suspensions
Indexado
WoS WOS:001500573500001
Scopus SCOPUS_ID:105007456632
DOI 10.1088/1873-7005/ADDB71
Año 2025
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



Ultrasound acoustic generators are a practical and inexpensive technology for the ejection and deposition of viscous droplets controlling a wide range of droplet sizes. However, the interplay of acoustic ejectors and liquid properties remains largely unexplored. In this work, we manufacture two acoustic droplet ejectors of the Fresnel zone plate type (2.3 MHz and 4.0 MHz). Glycerol-water (GW) Newtonian mixtures and 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl radical (TEMPO)-oxidised cellulose nanofibre (TOCNF) suspensions with remarkable rheological shear-thinning and extensional properties are prepared. We study the formation of multiple and single acoustic-generated droplets of GW mixtures with 42% and 54% v/v and TOCNF suspensions by varying their solid content from 0.1% to 0.6% w/v at a constant pH of 7.8. The analysis of droplet ejection reveals that the GW mixture with the lowest viscosity (42% v/v) and TOCNF suspensions with a relatively low concentration (0.1%-0.4% w/v) generate either multiple or single droplet ejection. In contrast, single droplets are more frequently generated for GW at 54% v/v, while single droplets are persistently generated for TOCNF at higher solid contents (0.5%-0.6% w/v). We find that the highest concentrated TOCNF suspensions constantly generate single droplets due to their shear-thinning behaviour and without inducing elastic effects by traditional polymer modification.

Revista



Revista ISSN
Fluid Dynamics Research 0169-5983

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Disciplinas de Investigación



WOS
Mechanics
Physics, Fluids & Plasmas
Scopus
Mechanical Engineering
Physics And Astronomy (All)
Fluid Flow And Transfer Processes
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



Muestra la distribución de colaboración, tanto nacional como extranjera, generada en esta publicación.


Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Franco-Gomez, Andres - Universidad de Chile - Chile
Tokyo Univ Agr & Technol - Japón
Tokyo University of Agriculture and Technology - Japón
2 ENRIONE-CACERES, JAVIER IGNACIO Hombre Universidad de Los Andes, Chile - Chile
3 Meruane, Viviana - Universidad de Chile - Chile
4 Quero, Franck - Universidad de Chile - Chile
5 Tagawa, Yoshiyuki Hombre Tokyo Univ Agr & Technol - Japón
Tokyo University of Agriculture and Technology - Japón

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Financiamiento



Fuente
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
JSPS KAKENHI
Japan Society for the Promotion of Science
ANID Fondecyt

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
A Franco-Gomez and this work were funded by ANID FONDECYT Postdoctorado Folio 3200093. F Quero acknowledges the financial support from ANID FONDECYT Folio 1200675. Y Tagawa acknowledges the financial support from JSPS KAKENHI Grants JP23KJ0859, JP23H01600 and JP24H00289.
A Franco-G\u00F3mez and this work were funded by ANID FONDECYT Postdoctorado Folio 3200093. F Quero acknowledges the financial support from ANID FONDECYT Folio 1200675. Y Tagawa acknowledges the financial support from JSPS KAKENHI Grants JP23KJ0859, JP23H01600 and JP24H00289.

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