Was ist Microfluidics?

Microfluidics ist die Technologie der entwerfenden und herstellenvorrichtungen, die sehr kleine flüssige Flüsse kanalisieren können, in der Strecke des Mikroliters/nanoliter. Ein Mikroliter und ein Nanometer sind ein millionstel und billionth eines Liters, beziehungsweise. Als Referenz ist ein Tropfen des Wassers ungefähr 25 Mikroliter.

Verschiedene interessante Eigenschaften tauchen beim Beschäftigen solche kleinen Quantitäten Flüssigkeit auf. Eigenschaften wie Oberflächenspannung, die neigen beim Beschäftigen nicht auszumachen Wasservolumen, die, wir an sind, fangen an, die Dynamik an diesen Skalen zu beherrschen. Die Reynolds-Zahl, die die Turbulenz des Flusses feststellt, ist extrem - an den Klein niedrig und bedeutet, dass der flüssige Fluss ziemlich genau blätterig bleibt. Dieses bildet einige Aspekte vom microfluidics bequemer und vorhersagbar, und von anderen ein bisschen schwieriger. Z.B. können Sie nicht auf Turbulenz bauen, um zwei Flüsse zusammen zu mischen, aber müssen auf Diffusion alleine, wie die zellulare Maschinerie im Körper bauen.

Systeme using microfluidics müssen sehr genau hergestellt werden. Glas ist ein allgemeines Material, aber Plastik und Silikon sind auch populäre Mittel. Traditionelle lithographische Techniken können verwendet werden, um kleine Kanäle auf der Oberfläche der Vorrichtungen zu errichten, die einem Computer-Chip ähnlich sind. Alle Flüssigkeiten müssen verhältnismäßig rein sein und von den Partikeln freigeben, die oben diese empfindlichen Kanäle verstopfen. Microfluidic Systeme erfordern kompetente flüssige Physiker für Entwurf und Test.

Microfluidics findet Anwendungen in der Biologie und in der Chemie. DNAmicroarrays, die Biologen gleichzeitig Millionen Tests auf einer bestimmten Protein- oder Genreihenfolge machen ließen, Großtat microfluidics. Chemische Trennungsmaschinen können Kombinationen der Zentrifugen und der microfluidic Späne verwenden, um die chemische Verfassung einer bestimmten Substanz zu analysieren. Sie können benutzt werden, um biologische Proben für Prüfung vorzubereiten. Weil die meisten microfluidic Späne Entwürfe haben, die nicht rekonfiguriert werden können, begrenzt dieser ehrgeizigere Anwendungen, aber Forschung ist in den Arbeiten, zum dieses zu überbrücken.

Ein aufregender neuer Bereich der Forschung ist die Integration von microfluidics mit MEMS (microelectromechanical Systeme) Technologie. Indem Sie kleine Pumpen oder elektrische Vorrichtungen auf einem microfluidics einschließen, abbrechen, es erweitert groß die Vielzahl von Anwendungen. Zukünftige microfluidics Vorrichtungen können kommen ausgerüstet mit Millionen der kleinen Gatter, die Benutzer Fluss auf die komplizierten und nützlichen Arten manipulieren lassen. Die Regierung ist an dem Gebrauch der microfluidics Späne, auf das Vorhandensein der biologischen und chemischen Waffen zu prüfen interessiert worden.