표면 장력에 의해 강화되는 Microfluidic 장치 - 신제품

조오지아 공과 대학에 물리학자는 단단한 표면에 액체의 아주 작은 양의 교류 통제를 위한 새로운 광학적인 기술을 설명했습니다. 표면 장력에 있는 변경을 의지하는 기술, 역동적으로 재프로그램할 수 있는 microfluidic 장치의 새로운 발생을 광학 생성한 열 기온변화도에 의하여, 기초를 제공할 수 있었습니다 자극했습니다.

기술을 기술하는 종이는 전표 물리적인 검토 편지의 8월 1일 문제점을 위한 표지 스토리입니다. 연구는 국립 과학 재단 및 Research Corporation에 의해 지원되었습니다.

기존 microfluidic 장치, 일컬어 "실험실 에 칩은," 액체의 아주 작은 양을 조작하기 위하여 실리콘 또는 그밖 기질 물자로 식각된 작은 채널 통신로 또는 관을 사용합니다. 그 같은 "micropipe" 장치는 다만 시장에 나타나는 것을 시작되고 있습니다.

조오지아 기술 혁신은 채널 통신로 식각 없이 microfluidic 장치의 신형의 생산을 허용할 수 있었습니다. 대신, LCD 영사기에서 사용된 그들과 유사할 것이 레이저 또는 광학계는 편평한 기질 물자에 변화하 강렬 빛의 복잡한 패턴을 일으킬 것입니다. 빛의 흡수는 열 기온변화도의 패턴을 만드는 기질에 미분 난방을 일으킬 것입니다. 표면 장력, 미크론 규모 가늠자에 상대적으로 큰 힘은, 그 때 액체의 nanoliter 양이 더 차가운 지역에서 더 온난한 지역에 thermocapillary 활동으로 흘러 관통하는 원인이 될 것입니다.

"우리는 이것이 다중 작은 물방울을 수 있거나 동시에 액체의 소포, 다중 위치에 동시에 움직이고 있는 것을 투하의 소집 허용," 말했습니다, 마이클 Schatz를 물리학의 조오지아 기술 부교수 계획해. "우리는 기질에 상세한 아키텍쳐를 두는 것을 피할 수 있었습니다. 대신, 우리는 이용할 것입니다 표면 장력 군대를 가진 기질을 모방하기 위하여 광전자공학의 소형화에 있는 어드밴스를."

온도 기울기가 컴퓨터 통제되는 가벼운 패턴에 의해 형성될 것이기 때문에, 작은 물방울을 위한 통로는 빨리 바뀔 수 있어, 존재 microfluidic 장치에 가능한 재구성을 허용하. 그리고 표면 장력 효력이 미크론 가늠자에 강하기 때문에, 큰 쓸림힘을 극복해야 하는 흐름율 높이 보다는 채널 통신로 기지를 둔 microarrays를 일으킬 수 있었습니다. 마지막으로, 기질은 오염을 피하는 용도 사이에서 쉽게 정리될 수 있었습니다.

그들의 종이에서는, 열 기온변화도가 유리의 표면에 실리콘 기름의 박막에 어떻게의 영향을 미치는지 Schatz와 동료 로마 Grigoriev 및 Nicholas Garnier는 그들의 연구 결과를 보고합니다. 유리의 바닥은 빛을 흡수하는 그려진 검정 이고, 열 싱크는 과열하는 것을 막기 위하여 제공했습니다.

기술은 또한 이론적으로 혼합할 수 없는 액체의 작은 물방울이 동일 표면 장력 군대에 의해 "기질" 액체를 통해 액체 표면을 이용할 수 있었습니다. 액체 에 액체 시스템에서는, 근본적인 액체는 또한 움직여, 더 높은 흐름율을 허용하.

생물학 응용에서는, 관심사의 액체는 근해에 근거를 둡니다, 그러나 광학적인 원리가 대부분의 액체에 적용할 수 있었다고 Schatz는 말합니다. "거의 각 액체에는 Â가 표면 장력의 온도 미결 있는 내재적 성질에,"는 그 주의했기 건축하기 때문에 이 기술 많은 유동성 시스템에 적용할 수 있었습니다.

많은 기술적인 장애물이 남아 있더라도, 그들의 기술이 필드에 있는 유전 생화확적인 테스트에 사용된 소형화한 실험실 에 칩을 위한 기초일 수 있었다고 Schatz와 그의 합작자는 믿습니다. 쉽게 reconfigurable 시스템은 수송하고게, 합병하고게, 섞을 수 있을 것입니다 및 평면을 통해 유동성에게 흐르기의 떨어져 나뉜 스트림.

"우리가 reconfigurable 쪽에 있는 소규모에 액체를 장치를 건설해서 좋은 경우에, 그 후에 원칙상 우리는에 고밀도," Schatz 설명했습니다 필드에 있는 온갖 분석실험을 아주 해서 좋습니다. "이 접근 많은 다른 조건에서 적용될 수 있었습니다."는

궁극적으로, microfluidic 장치의 소형화는 액체 현대 반도체 기술이 전자공학을 위해 한 무엇을 취급을 위해 더 작고, 더 싸게 되기 위하여 하골, 분석실험을, 화학제품 공부합니다 그밖 거시 프로세스 및 더 단단 허용하. "microfluidics를 사용하여 장치의 긴축은 마이크로 전자공학이 인 것처럼," Schatz 말했습니다 우리의 일상 생활에 혁명적일 수 있었습니다.

마이크로 전자공학과는 다른, 그러나, microfluidic 장치를 더 작고 더 조밀한 시키는 드라이브 마스크 즉시 기본적인 한계 Â 세포, DNA 견본 또는 단백질 분자의 규모. 그들이 유동성 양식에서 것인 경우에, microarray 특징은 약간 미크론 보다는 매우 더 작을 수 없습니다.

광학 몬 microfluidic 장치 건설을 위한 도전 사이에서 전방 증발을 통제하고 있습니다, 발전은 물리학의 학교에 있는 조교수 액체, 주 Grigoriev 과열 없이 명백한 온도 기울기 패턴을 제공하는 표면 및 기질과 열 싱크의 정확한 배합 선택하기에 액체의 작은 양을 얻기 위하여 조화시킵니다.

"우리는 빌딩 블록 구성을 위한 테스트 전략의 순간에 입니다 마이크로 전자공학의 트랜지스터 훨씬," 그는 말했습니다. "일단 그 피스가 제자리에 있으면, 그것은 작동되는 microfluidic 장치로 그(것)들을 함께 가져오기 위하여 훨씬 똑바를 것입니다."

2003년 8월th 5일 배치하는

Date Added: Nov 25, 2003 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 01:54

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