Χρήστης:KatePapast/πρόχειρο

Microfluidics From Wikipedia, the free encyclopedia

Η Μικρορευστομηχανική (microfluidics), σύμφωνα με τον ορισμό του Georges Whitesides[1], ενός από τους βασικούς πρωτεργάτες της, είναι «η επιστήμη και η τεχνολογία συστημάτων χειρισμού πολύ μικρών όγκων ρευστών (της τάξης των 10^-18 - 10^-9 L), χρησιμοποιώντας διαύλους μεταφοράς με διαστάσεις μερικών δεκάδων μικρομέτρων». Ανήκει στις εφαρμοσμένες επιστήμες με διεπιστημονικό αντικείμενο που συνιστά σημείο τομής μεταξύ των επιστημών μηχανικών, της μηχανικής των ρευστών, της αναλυτικής χημείας, της βιοχημείας, της νανοτεχνολογίας και της βιοτεχνολογίας. Πρωτοεμφανίστηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1980 και έχει πολλές σύγχρονες καινοτόμες εφαρμογές, όπως είναι η ανάπτυξη κεφαλών εκτυπωτών έγχυσης μελάνης (inkjet), οι μικροσυστοιχίες γονιδίων, οι τεχνολογίες εργαστηρίου σε μικροσυστοιχία (lab-on-a-chip), καθώς και οι τεχνολογίες μικρο-θερμικής ανάλυσης, μικροαντλιών και μικροπροωθητικών συστημάτων.

Συμπεριφορά των ρευστών στη μικροκλίμακα

Η συμπεριφορά των ρευστών στη μικροκλίμακα διαφέρει σημαντικά από εκείνη των φυσικών ρευστών λόγω της τεράστιας αύξησης του εμβαδού επιφανείας των μικρορευστών σε σχέση με τον όγκο τους, που καθιστά αμελητέες τις δυνάμεις αδρανείας ενώ αυξάνει υπερβολικά την επίδραση δυνάμεων όπως οι τριχοειδείς, οι [ηλεκτροστατική|ηλεκτροστατικές]] και η επιφανειακή τάση.

Στη μικροκλίμακα, με διαμέτρους διαύλων από 100 νανόμετρα έως μερικές εκατοντάδες μικρόμετρα, εμφανίζονται ορισμένες ενδιαφέρουσες και μη αναμενόμενες ιδιότητες. Συγκεκριμένα, ο αριθμός Ρέινολντς (που συγκρίνει την επίδραση της ορμής ενός ρευστού προς την επίδραση του ιξώδους) καθίσταται υπερβολικά μικρός. Συνεπεία τούτου τα ρευστά που βρίσκονται σε επαφή μεταξύ τους δεν αναμιγνύονται όπως συμβαίνει συνήθως, καθώς αποκτούν στρωτή ροή αντί για τυρβώδη. Η μοριακή μεταφορά μεταξύ τους γίνεται ουσιαστικά μέσω διάχυσης.