Acumulación bacteriana en un sistema microfluídico tobera/difusor laminar

GASTON L. MIÑO; ERNESTO ALTSHULER; ANKE LINDNER; ARAMIS RIVERA; ADOLFO J. BANCHIO; V. I. MARCONI; ERIC CLÉMENT

La Plata

Conferencia; 102a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2017

En ambientes connados, como lo son espacios intersticiales, fracturas o suelos, las suspensiones bacterianas experimentan modicaciones en sus propiedades de transporte. En estas condiciones se observan procesos de acumulacion debido a la presencia de arreglos de obstaculos o ratchets. Inclusive se puede producir adhesion bacteriana en las supercies, lo cual fomenta o promueve la formacion de biopelculas. Mas aun, la presencia de flujo asociadas a las condiciones de contorno del sistema pueden impactar signicativamente en el comportamiento de los microorganismos, permitiendo la aparicion de fenomenos de transporte debido a gradientes de velocidades en el fluído, lo que se conoce como reotaxis. La combinacion de estos procesos, hace que las suspensiones bacterianas (sistema particular de coloides activos) dieran sustancialmente de las suspensiones pasivas, dando lugar a la necesidad de estudiar y comprender este tipo de sistemas. En este trabajo, presentamos un estudio sistematico de suspensiones de Eschericha Coli  incluyendo en un microcanal rectangular con una constriccion en el medio (arreglo tipo tobera-difusor)1. La constriccion esta denida por dos parametros: la apertura, Wf , y el angulo, f . Los resultados de la acumulacion bacteriana ante la variacion de Wf y f , a diferentes flujos impuestos, son presentados en este trabajo. En todos los casos, observamos que las bacterias se acumulan en el lado del difusor, luego de pasar por la constriccion; y ademas el rango de velocidades que produce tal acumulacion vara con cada geometra. Asimismo, hemos podido reproducirlas observaciones experimentales mejorando un modelo fenomenologico simple 2;3 al cual se le agrego los efectos del flujo impuesto.1 E. Altshuler, G. L. Mi~no, C. Perez-Penichet, L. del Ro, A. Lindner, A. Rousselet, and E. Clement. Soft Matter 9, 1864-1870 (2013).2 I. Berdakin, Y. Jeyaram, V. V. Moshchalkov, L. Venken, S. Dierckx, S. J. Vanderleyden, A. V. Silhanek, C. A. Condat, and V. I. Marconi. Phys. Rev. E 87, 052702 (2013).3 I. Berdakin, A. V. Silhanek, H. N. Moyano Cortez, V. I. Marconi and Carlos A. Condat. Cent. Eur. J. Phys. 11, 1653 (2013