Non-linear dynamics of particles in time-dependent non-Newtonian fluids

Teksti: Hakimeh Koochi

 

As we grapple with the environmental impacts of our technological advancements, finding green alternatives becomes crucial. My research dives into the fascinating world of cellulose nanofibrillated gels, revealing their complex properties from a fundamental point of view. The use of cellulose, sourced from wood, aligns with global efforts to reduce our carbon footprint and promote renewable resources.

Cellulose gels exhibit unique characteristics such as yield stress, elasto-visco-plasticity, thixotropy, and aging. These properties make them beneficial for a wide range of applications, from drug delivery to sustainable energy harvesting, cosmetic materials, wastewater treatment, and more. To optimize the use of cellulose material for such advanced technologies, a fundamental understanding of their flow behavior is important. For example, what happens when a solid object drops into such a complex fluid? What if we let the fluid age and then apply shear to it? What if we apply shear after mixing them? Are they homogeneous, and is it important? How do the shape and size distribution of the tiny solid particles forming the gel affect its flow properties? How can we explain their flow properties with mathematical models? These questions drive my research.
In my doctoral thesis, I explored cellulose nanofibrillated gels using both experimental and numerical methods. Through numerical modeling approaches, I explained the complex interactions between these gels and solid objects and compared the results with alternative complex gels such as Laponite. This understanding could be useful for applications where solid objects and complex fluids interact, such as in drilling.

Hakimeh Koochi received a 5000 euro grant from the Finnish Foundation for Technology Promotion to accomplish her doctoral project on "Nonlinear Dynamics of Particles in Time-Dependent Non-Newtonian Fluids. She defended her doctoral thesis successfully at Aalto University, School of Science, Department of Applied Physics in 2023.

Uusimmat artikkelit

Kristiina Kruus panostaa rohkeaan tutkimukseen

Kirjoittajalta Tekniikan edistämissäätiö / 22.12.2025

Kristiina Kruus panostaa rohkeaan tutkimukseen   Kuva: Mikko Raskinen Kristiina Kruus on Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulun dekaani, jolla on pitkä historia teollisen biotekniikan tutkijana. Hän on työskennellyt kansainvälisissä yrityksissä ja tutkimusprofessorina VTT:llä. Hänestä tieteen rohkeus ja vaikuttavuus ovat ensiarvoisen tärkeitä epävakaina aikoina. Kuka olet? Olen tekniikan tohtori ja pitkän linjan tutkija, jolla on pitkä kokemus…

Eläinvapaat geelit edistävät solututkimusta

Kirjoittajalta Tekniikan edistämissäätiö / 17.12.2025

Eläinvapaat geelit edistävät solututkimusta Text: Maria Heilala   Kuva: Maria Heilala Solukasvatusmallit tutkimuksen työkaluna Laboratoriossa kasvatetut solut auttavat mallintamaan sairauksien kehittymiseen ja etenemiseen liittyviä ilmiöitä ilman eläin- tai ihmiskokeita. Perinteiset 2D-soluviljelmät muovi- tai lasimaljalla eivät kuitenkaan kuvasta solujen toimintaa kudosten kolmiulotteisessa ympäristössä. Tämän takia väitöskirjatutkimukseni keskittyi geelipohjaisten 3D-solukasvatusmallien kehittämiseen. Eläinperäisistä kasviperäisiin geeleihin Geelipohjaisissa 3D-solukasvatusmalleissa solut…

Soiden ennallistaminen kiihtyy ja tutkimukselle on tilaa

Kirjoittajalta Tekniikan edistämissäätiö / 17.11.2025

Soiden ennallistaminen kiihtyy ja tutkimukselle on tilaa Teksti: Lassi Päkkilä   Väitöskirjatutkimuksessani, jota Tekniikan edistämissäätiö tuki vuonna 2024, tutkin ennallistettujen soiden hydrologiaa ja sen palautumista ennallistamistoimien jälkeisinä vuosina. Ekologinen ennallistaminen on noussut tärkeäksi soiden suojelumenetelmäksi, ja muun muassa Euroopan Unionin ennallistamisasetus luo painetta kasvattaa ennallistamismääriä. Suomessa suurin suoluontoa uhanalaistanut tekijä on metsäojitus, kun noin 60%…