Flow on the bio-cell surfaces as an element of microbearing tribology

• Autorzy: Wierzcholski K. , Miszczak A.

Warianty tytułu

PL

Przepływ na powierzchni chondrocytu elementem tribologii mikrołożysk

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy autor dokonuje porównania pomiędzy przepływami cieczy w cienkich warstwach smarującej mikro-łożyska o średnicach czopa nie przekraczających 1mm a rozkładami prędkości w mikro-warstewkach cieczy opływającej komórki chrząstki stawowej w bioreaktorach. Dokładne przebadanie mechanizmu rozkładu prędkości cieczy w super cienkich warstewkach zalegających na powierzchniach komórek chrząstki stawowej podczas hodowli w bioreaktorze pozwoli optymalizować proces smarowania inteligentnych mikro łożysk, w których współpracujące powierzchnie mogą w trakcie eksploatacji zmieniać swoje geometrie i dostosowywać się do warunków zewnętrznych. Rozpatrywane w pracy przepływy cieczy lokalizowane na powierzchniach o wymiarach 20 mi m x20 mi m realizują się w warstwach cieczy osiągających często grubość poniżej 10 nanometrów. Zdobyte doświadczenia w trakcie wyznaczania numerycznego prędkości cieczy rzędu wartości kilku mikrometrów na sekundę w bioreaktorach potwierdzone wynikami doświadczalnymi uzyskanymi przy wykorzystaniu Mikroskopu Sił Atomowych umożliwią zdaniem autora wyznaczenie właściwych sił tarcia oraz wykorzystanie przedstawionej teorii przy wyznaczaniu współczynników tarcia w inteligentnych mikro-łożyskach, gdzie współpracujące powierzchnie podobnie jak chondrocyty będą zmieniać geometrię, osiągając odkształcenia postaciowe.

EN

In this paper author presents the comparisons between lubricating flows in the thin layer liquids occurring in micro-bearings for a journal diameter not greater than 1 mm and with the velocity distributions existing in liquid micro-layers flowing around the cartilage cells in bioreactors. The exactly testing of mechanisms of liquid velocity distributions inside super thin layers laying on the cartilage cell surfaces during the cultivation in bioreactors enables to perform the optimization of lubrication process in intelligent micro-bearings, where cooperating surfaces could be change geometry and adapt to the external conditions during the exploitation. Fluid flows presented in thin layer about 10 nanometres height are localized in this paper on the surfaces about 20mi mx20mi m. Experiences gained during the numerical determination of velocity values in the level of some micrometers per second in bioreactors confirmed with the experimental measurement data obtained by means of Atomic Forces Microscope (AFM) enable to need the presented theory for determination of the friction forces and friction coefficient occurring in slide bearing and in an intelligent microturbine, where cooperating surfaces similarly as chondrocytes will be change your geometry and shape. In this paper author presents the comparisons between lubricating flows in the thin layer liquids occurring in micro-bearings for a journal diameter not greater than 1 mm and with the velocity distributions existing in liquid micro-layers flowing around the cartilage cells in bioreactors. The exactly testing of mechanisms of liquid velocity distributions inside super thin layers laying on the cartilage cell surfaces during the cultivation in bioreactors enables to perform the optimization of lubrication process in intelligent micro-bearings, where cooperating surfaces could be change geometry and adapt to the external conditions during the exploitation. Fluid flows presented in thin layer about 10 nanometres height are localized in this paper on the surfaces about 20mi m x20mi m. Experiences gained during the numerical determination of velocity values in the level of some micrometers per second in bioreactors confirmed with the experimental measurement data obtained by means of Atomic Forces Microscope (AFM) enable to need the presented theory for determination of the friction forces and friction coefficient occurring in slide bearing and in an intelligent microturbine, where cooperating surfaces similarly as chondrocytes will be change your geometry and shape.

Słowa kluczowe

PL

prędkości cieczy; chondrocyt; filmy cieczowe; mikrołożyska

EN

liquid velocity; super thin layer; chondrocytes; micro-bearings

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 14, No. 2
• Strony: 553--560
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys.

Twórcy

autor

Wierzcholski K.

autor

Miszczak A.

• Gdynia Maritime University Morska 83, 81-225 Gdynia, Poland tel.: [phone], fax: [phone],

Bibliografia

• [1] Ahn, H.-S., Chizhik, S. A., Dubravin, A.M., Kazachenko, V. P., Popov, V. V., Application of phase contrast imaging atomic force microscopy to tribofilms on DLC coatings, International Journal of Wear, 249, pp.617-625,Oxford, 2001.
• [2] Chizhik, S. A., Ahn, H.-S., Suslov, A. A., Tuning fork energy dissipation nanotribometry as option of AFM, Proceeding International Workshop Scanning Probe Microscopy, pp. 119-121, Nizhny Novgorod, 2004.
• [3] Dowson, D., Bio-Tribology of Natural and Replacement Synovial Joints, in, Van Mow C., Ratcliffe A., Woo S.L-Y., Biomechanics of Diarthrodial Joint, Springer-Verlag, Vol. 2, Chap.29, pp.305-345, New York, Berlin, London, Paris, Tokyo, Hong Kong, 1990.
• [4] Wierzcholski, K., Miszczak, A., Optymalizacja Hodowli chondrocytów w bioreaktorze w aspekcie przepływów cieczy biologicznych w warstwie przy􀄞ciennej, Rozliczenie Grantu KBN 4T11E030-25, Gdynia, 2006.