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在生物医学等多领域，非牛顿流体研究意义重大。研究人员以 Williamson 流体模型为基础，探究微波纹通道纤毛壁附近的电渗流。结果表明不同参数影响流速、压力等。该研究为相关领域理解流体行为提供理论依据，助力技术创新。
在生命的微观世界里，许多生理过程都离不开微小而神奇的 “小帮手”—— 纤毛。它们广泛分布在人体的呼吸系统、消化系统、生殖系统以及神经系统中，像一个个勤劳的 “小扫帚”，在各自的岗位上发挥着关键作用。比如在呼吸系统中，纤毛能够帮助排出气管支气管的黏液，守护呼吸道的健康。而在这些生理过程中，流体的流动行为十分复杂，尤其是非牛顿流体的流动，一直是科学家们关注的焦点。
非牛顿流体在工业、生物、医学和环境科学等众多领域都有广泛的应用，对其在生物体内流动行为的研究，也就是生物磁流体动力学，在医学和生物工程领域有着极具吸引力的应用前景，例如在癌症肿瘤治疗的磁热疗中就发挥着重要作用。然而，目前对于微通道中带有纤毛壁的非牛顿流体的电渗流（EOF）研究还不够深入，仍存在许多尚未明确的问题，比如不同物理参数如何影响流体的流动特性等。为了深入探索这些未知，研究人员开展了这项关于纤毛壁附近甘油型流体流动的研究。
研究人员基于 Williamson 流体模型，对穿过具有纤毛壁的微波纹通道的流体进行研究。他们利用 Poisson–Boltzmann 方程来模拟电渗现象，通过采用长波长和极低雷诺数近似的方法求解方程，并运用扰动法得出问题的解。研究发现，不同的物理参数，如 Weissenberg 数（We）、Brinkman 数（Γ）、纤毛长度（?1）、介质迁移率（β）、热源参数（γ）和电渗参数（me）等，对温度、速度、压力上升、压力梯度和浓度等流动特性有着显著影响。
例如，在研究轴向速度时，发现随着 Weissenberg 数（We）值的变化（We =0.04, 0.05, 0.06），轴向速度在通道壁左侧区域增加，在右侧区域减小；对于不同的介质迁移率（β =0.03, 0.06, 0.09），速度也呈现出在通道左侧上升、右侧下降的趋势。在压力梯度方面，随着 Weissenberg 数（We）的增大（We =0.01, 0.03, 0.05），压力梯度向上变化；当介质迁移率（β）增加时（β =0.010, 0.015, 0.019），压力梯度也随之上升。在压力上升方面，随着 Weissenberg 数（We）增大（We =0.01, 0.03, 0.05, 0.07），压力上升增加；而随着介质迁移率（β）和电渗变量（me）值的变化，压力上升减少。在温度和浓度方面，随着热源参数（γ =0.90, 0.95, 0.99）增大，温度降低；随着 Schmidt 数（Sc）值减小（Sc = -0.1, -0.12, -0.15），浓度降低。此外，研究还通过绘制流线图发现，随着 Weissenberg 数（We）增大（We =0.10, 0.15, 0.20），液团尺寸沿通道缩小；随着流量（F =0.10, 0.14, 0.18）增加，液团尺寸减小甚至消失；随着电参数（α =0.2, 0.3, 0.4）增大，流线也呈现出特定的变化规律。
这项研究发表在《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications》上，其意义十分重大。它为理解生物体内非牛顿流体在微通道中的流动行为提供了更深入的理论依据，有助于推动生物医学、生物工程以及相关领域的技术创新和发展，比如在微流控芯片、药物传输等方面可能会带来新的思路和方法。
在研究方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：首先，通过建立带有纤毛壁的微通道模型，模拟真实的生理环境；然后，利用 Poisson–Boltzmann 方程来描述电渗现象，为研究电渗流提供了理论基础；接着，采用长波长和极低雷诺数近似的方法对控制方程进行简化处理，以便后续求解；最后，运用扰动法求解复杂的非线性方程，得到不同物理参数下的流体流动特性。
研究结果部分：
- 轴向速度的影响因素：通过对不同 Weissenberg 数（We）、介质迁移率（β）、zeta 电位（ζ1、ζ2）和电渗数（me）等参数的分析，发现这些参数对轴向速度在通道壁两侧的变化有着不同程度的影响。
- 压力梯度的变化规律：研究不同 Weissenberg 数（We）、介质迁移率（β）、电渗参数（me）和 zeta 电位对压力梯度的影响，得出它们与压力梯度之间的变化关系。
- 压力上升的相关研究：探讨 Weissenberg 数（We）、介质迁移率（β）、电渗变量（me）和 zeta 电位对压力上升的影响，明确这些因素如何改变压力上升的情况。
- 温度和浓度的变化趋势：分析热源参数（γ）和 Schmidt 数（Sc）对温度和浓度的影响，揭示温度和浓度随这些参数变化的趋势。
- 流线的变化特征：绘制不同 Weissenberg 数（We）、流量（F）和电参数（α）下的流线图，观察流线的变化特征，如液团尺寸的变化等。
研究结论和讨论部分：该研究系统地分析了多种物理参数对 Williamson 流体在微波纹通道中流动特性的影响，这些发现不仅丰富了我们对非牛顿流体电渗流的认识，而且为相关领域的应用提供了重要的理论支持。在生物医学方面，有助于理解生物体内的物质传输过程；在生物工程领域，可为微流控设备的设计和优化提供参考。同时，研究结果也为后续进一步研究复杂生理环境下的流体流动奠定了基础，有望推动相关领域的技术发展和创新，具有重要的科学价值和实际应用意义。
