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为探究旋转血流中碳纳米管（CNTs）的作用，研究人员针对旋转通道内磁流体力学（MHD）作用下 Casson 血液 - CNTs 纳米流体在多孔介质中的非定常流动展开研究。发现旋转影响速度分布，CNTs 提升传热效率，SWCNTs 表现更优，为优化 biomedical devices 提供依据。
在生物医学领域，诸如旋转斑块旋切术、人工心脏和血液透析系统等应用中，旋转流动是关键机制。然而，将碳纳米管（CNTs）纳入旋转血流的理论研究却鲜有人涉足。血液在血管中的流动特性与传热传质过程对疾病治疗和医疗设备设计至关重要，传统流体在热管理方面的局限性凸显了开发高效传热介质的必要性。在此背景下，探究纳米流体尤其是 CNTs 纳米流体在旋转流动中的表现，对优化药物输送和热疗等应用具有重要意义。
为填补这一研究空白，马来西亚理工大学（Universiti Teknologi Malaysia）的研究人员开展了相关研究。他们将单壁碳纳米管（SWCNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）悬浮于人体血液（模拟为 Casson 纳米流体），研究了旋转通道内多孔介质中磁流体力学（MHD）非定常流动的特性，相关成果发表在《Computers in Biology and Medicine》。
研究主要采用拉普拉斯变换法（Laplace transform method）求解 governing equations，通过引入相关无量纲变量对 dimensional partial differential equations（PDEs）进行无量纲化处理，最终获得速度、温度和浓度的闭式解。
结果与讨论
- 旋转对速度的影响：研究发现，增加旋转速度会降低主速度，但提升次速度。这一特性对预防血管疾病至关重要，次速度的增强可能有助于改善血流分布，减少血栓形成风险。
- CNTs 体积分数的作用：较高的 CNTs 体积分数可同时提升主速度和次速度，从而促进药物更快传输。这表明通过调节 CNTs 浓度，有望优化靶向药物递送的效率。
- 传热效率对比：CNTs 的存在显著提高了传热效率，其中 SWCNTs 表现尤为突出。在移动板处，SWCNTs 使努塞尔数（Nusselt number，衡量热传输效率的参数）增加 42.66%，在静止板处增加 390.28%，优于 MWCNTs。这一结果为热疗中选择合适的 CNTs 类型提供了数据支持。
结论
本研究通过分析旋转框架下 Casson 血液 - CNTs 纳米流体的流动动力学及双重扩散效应，揭示了旋转、磁场、孔隙率和 CNTs 类型对血流特性和传热传质的影响。结果表明，CNTs 纳米流体在需要高效热调节的医学应用中具有潜力，尤其是 SWCNTs 在提升传热效率方面的优势显著。该研究为优化旋转斑块旋切术设备、血液透析机和旋转血泵等生物医学装置的设计提供了理论依据，有助于推动纳米技术在精准药物递送和热疗中的实际应用，为相关疾病的治疗开辟了新的思路。
