Un tubo capillare è un tubo molto sottile fatto di un materiale rigido, come plastica o vetro. I tubi vengono utilizzati per raccogliere campioni di liquidi, che fluiranno nei tubi contro gli effetti della gravità in un processo chiamato azione capillare. Sono comunemente utilizzati in campo medico e di ricerca per estrarre campioni molto piccoli di liquidi da analizzare, come campioni di sangue per diabetici, o per trasportarli su altri dispositivi, come piastre di Petri o microscopi, per ulteriori studi o sperimentazioni.
Lo spessore dell’apertura dei tubi capillari varia da un’applicazione all’altra, essendo il fattore determinante la densità o il peso dei fluidi da aspirare. Esistono molte dimensioni di tubi prefabbricati per l’uso con applicazioni specifiche, come il prelievo di sangue per testare i livelli di zucchero nel sangue. Nelle applicazioni di ricerca, i ricercatori spesso riscaldano il centro di un tubo di vetro vicino al suo punto di fusione. Quindi tirano le estremità, allungano il centro in un tubo molto sottile adatto alle loro esigenze immediate e, una volta che il vetro si raffredda, lo rompono nel mezzo per creare uno strumento personalizzato.
Tutti questi tubi funzionano attraverso un processo chiamato azione capillare. Questo processo utilizza due forze fisiche – tensione superficiale e adesione – per contrastare gli effetti della gravità e prelevare un campione. La tensione superficiale è la formazione di una barriera sulla superficie di un fluido creata dalla forza necessaria per separare le singole molecole del fluido l’una dall’altra. Questa forza può essere osservata in un bicchiere, che può essere riempito d’acqua fino a un livello leggermente superiore al volume del bicchiere, permettendogli di salire al di sopra del bordo. L’acqua rimane sopra il bicchiere perché la forza necessaria per separare le molecole d’acqua in superficie è maggiore della forza di gravità che esercita sull’acqua sopra il bordo del bicchiere.
L’adesione favorisce l’azione capillare creando una forza di attrazione reciproca tra il liquido e il tubo stesso. Nell’esempio di un bicchiere d’acqua, l’acqua è attratta e aderisce al bordo del bicchiere, creando un confine per la superficie dell’acqua. Questo è ciò che mantiene l’acqua nel bicchiere mentre la tensione superficiale determina quanto in alto l’acqua può salire al di sopra di esso.
I tubi capillari sono, per natura, molto sottili. A causa di questo fatto, c’è un’elevata quantità di adesione intorno all’interno del tubo, che crea un’area superficiale nella parte superiore e inferiore di un liquido nel tubo. Di conseguenza, quando un liquido ne incontra uno, viene aspirato nel tubo dalle forze di adesione, creando una superficie con una specifica tensione superficiale che rimane intatta grazie all’adesione delle pareti del tubo. Il liquido continuerà a salire lungo il tubo finché il peso della massa totale di tutto il liquido nel tubo non supererà la tensione superficiale sul fondo.