Language
Country/Area
No result found
الرقص الغامض للسوائل: لماذا تتصرف السوائل بشكل مختلف في العالم المجهري؟
علم الميكروفلويد هو مجال رائع ومتنوع يركز على معالجة السوائل على المقاييس المجهرية.يختلف سلوك هذه السوائل تمامًا في العالم المجهري عن سلوك تجاربنا اليومية.على النطاق المجهري ، تهيمن على حركة السوائل عوامل مثل التوتر السطحي وتبديد الطاقة ومقاومة السوائل ، والتي غالباً ما يتم تجاهلها في العالم العياني.منذ أوائل الثمانينيات من القرن الماضي ، تطورت ميكروفلويديك تدريجياً ووجدت تطبيقاتها في مجالات متعددة ، سواء في أدوات التشخيص الدقيقة في مجال العلوم الطبية الحيوية أو في فحص عالي الإنتاجية للتحليل الكيميائي.
تشمل الخصائص الأساسية للميكروفلويديك: التدفق الصغير ، الحجم الصغير ، استهلاك الطاقة المنخفض ، والذي يعزز معًا تطور هذا الحقل.
تفرد السلوك الميكروفلويد
على المقياس المجهري ، يظهر سلوك تدفق السوائل العديد من الخصائص المضادة للعب ، مما يجعل دراسة ديناميات السوائل صعبة.تبدو خصائص السوائل النيوتونية مهمة للغاية حيث يتحرك السائل في قنوات الميكرون إلى نانومتر ، لأنه في هذا الوقت العلاقة بين لزوجة السائل ومقدار حركة التدفق تصبح حساسة بشكل خاص.
في التحكم في السوائل المجهرية ، لم يعد التدفق مضطربًا ، بل يعرض خصائص التدفق الصفحي.
تعني خصائص تدفق الصفحي أن السوائل التي تتدفق مع بعضها البعض لا تختلط كما في التجربة اليومية ، مما يجعل النقل بين الجزيئات يعتمد بشكل أساسي على الانتشار.إن تفرد هذا الميكروفلويديك يجعل ميكروفلويديك أساس العديد من التقنيات الناشئة.
مجموعة متنوعة من أشكال تدفق ميكروفلويديك
أنواع تدفق ميكروفلويديك متنوعة ، ووفقًا لمتطلبات التطبيقات والتصميم المختلفة ، يمكن تحديد طريقة التدفق المناسبة.تكتسب تقنية ميكروفلويديك المفتوحة اهتمامًا متزايدًا ، وهذه الأنظمة مفتوحة على الأقل حدود واحدة ، مما يسمح بالتعرض للسوائل مباشرة للهواء أو وسائل الإعلام الأخرى.الميزة هنا هي أنه يحتوي على مساحة سطح غاز سائلة أكبر وتدخل أسهل.
ميزة أخرى من الميكروفلويديك المفتوحة هي أنه يدمج التدفق الذي يحركه التوتر السطحي ، مما يلغي الحاجة إلى مضخات خارجية.
تقنية التدفق المستمر microfluidic
تقنية أخرى مشتركة من ميكروفلويديك هي الدفق المستمر للتدفق الميكروفلويديك ، والذي يعتمد على التحكم في تدفق السائل الحالة المستقرة.سواء من خلال مصادر الضغط الخارجي أو القوارب الدقيقة الداخلية ، تحافظ هذه التكنولوجيا على تدفق ثابت في القنوات الضيقة.تكون ميكروفلويدات التدفق المستمر فعالة في العديد من التطبيقات الكيميائية الحيوية البسيطة ، ولكن في كثير من الأحيان تبدو عديمي الضمير عندما تتطلب المهام مرونة عالية.
التقدم في عملية القطرات
تقنية ميكروفلويديك المستندة إلى ميكرودلوليت تزيد من تقدم حدود الميكروفلويديك ويمكن أن تعالج حجم السائل في مراحل مختلفة ، مما يجعل العملية التجريبية أكثر ملاءمة.تم إجراء الكثير من الأبحاث حول توليد وفرز وفرز الدقيق للقطرات ، وهذه التقنية تسمح بتجارب عالية الإنتاجية والتحليل السلوكي.
صعود تقنية ميكروفلويديك الرقمية
يدفع Microfluidics الرقمية تشغيل ميكروفلويديك إلى مستوى جديد ، مما يسمح بالتحكم المستقل في قطرات مختلفة على الركيزة.تستعير هذه التكنولوجيا مفهوم الإلكترونيات الرقمية وتوفر مرونة أكبر وقابلية للتوسع عن طريق تشغيل القطرات من خلال طرق الإلكترونيت.
آفاق التطبيق المستقبلية
مع التطور السريع للميكروفلويديك ، سيتم توسيع تطبيق هذه التكنولوجيا في العديد من المجالات مثل البيولوجيا والعلوم البيئية والتشخيص الطبي إلى حد كبير.على سبيل المثال ، يمكن استخدام تقنية ميكروفلويديك للأجهزة التشخيصية السريعة ولديها القدرة على توفير اختبارات صحية فورية في المناطق النائية.
تشمل المزايا المحتملة لتكنولوجيا ميكروفلويديك التلاعب الدقيق للخلايا المفردة والفهم المتعمق للبيئات البيئة المعقدة.
مع استمرار تعميق فهمنا لسلوك ميكروفلويد ، سيكون هناك تطبيقات أكثر ابتكارًا في انتظار استكشافنا في المستقبل.هل من الممكن أن يغير هؤلاء الراقصات السوائل الصغيرة الطريقة التي نفهم بها الظواهر البيولوجية والكيميائية؟
