流体是难以预测的，但流体动力学是一个非常有用的科学领域。有了一种称为漩涡流体装置的机器，就有可能以非常整洁和特殊的方式操纵分子——比如将蛋白质重新折叠成蛋白质拆蛋.
阿德莱德弗林德斯大学纳米技术教授科林·拉斯顿说：“流体如何流动是科学的重大挑战之一。”。
10年前，拉斯顿开始研发涡流流体装置(VFD)，利用精确的流动来控制分子——包括它们的反应性和它们形成的结构。它为拉斯顿赢得了搞笑诺贝尔奖2015年，用于鸡蛋解冻。
他说:“我有一种预感，不垂直或水平旋转这个管子，就会有流体在里面流动，我们可以利用它来进行化学研究。”
漩涡射流装置是一个长度约为前臂的管子。当充满液体溶液并以45°角旋转时，装置内的液体和气体以精确、可预测的模式波动。正是这些模式使研究人员能够控制分子和蛋白质。
该装置已经被用于制造一系列有用的化学品(包括麻醉剂利多卡因)。但直到最近，拉斯顿和他的同事们还没有完全了解液体在设备内是如何移动的。“问题总是:‘它是怎么做到的?”,“Raston说。
“你无法从外部测量内部发生了什么，因为它是相对于你移动的。”
现在，一个纸发表于纳米级进展使用100000多个实验的数据精确显示流体如何在设备内移动。
“只有一个独特的答案，但需要所有的实验来找出到底发生了什么，”拉斯顿说。
研究人员能够确定该装置使用三种不同的流动运动来改变分子，如上图所示：“旋转顶部”流动、双螺旋流动和镜面反射流动。
“这是一个真正的尤里卡时刻，”拉斯顿说。
“现在我们明白了，我们处于一个非常独特的位置。我们可以预测，对于任何应用，起始点是什么，合适的溶剂混合物是什么，合适的溶剂是什么。因此，涡流射流装置的功率呈指数级增长。”
拉斯顿说，VFD将在医学和制药研究、食品加工和绿色化学领域有更多的应用。
第二个纸发表于化学通讯在此基础上进行了扩展，展示了该设备如何在不产生废物的情况下包覆颗粒——这在药物包覆方面可能很有用。第二篇论文表明，该装置可用于用富勒烯（C60)以高效和无浪费的方式。
弗林德斯大学博士候选人、论文第一作者马特·杰利科（Matt Jellicoe）说：“这对制药公司来说可能是有益的，因为制药公司的药物涂层产量显著降低，从而导致危险化学品流入淡水河和空气。”。
他补充说，VFD可能被用作药物涂层装置。“这是最让我兴奋的。潜在的影响，特别是对环境和经济的影响，可能是不可估量的。”
“当我开始这条道路时，许多同事说‘这只是一个旋转的管子。它不会有任何作用，”拉斯顿说。“但从实践的角度来看，我知道事情马上就会发生，因为我们做的第一个实验就是制定公式石墨烯，就在一根旋转的管子里。“
他说，开发和使用该设备是“我做过的最疯狂的事情。”
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艾伦·菲迪安
Ellen Phidian是Cosmos的科学记者。她拥有澳大利亚国立大学化学和科学传播理学学士（荣誉）和科学传播理学硕士学位。
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