Language
Country/Area
No result found
Teknologi tersembunyi di dalam kertas: Bagaimana menggunakan aksi kapiler untuk mendorong aliran cairan?
Dengan kemajuan teknologi, kita selalu mencari alat diagnostik yang lebih mudah, murah, dan lebih portabel. Dalam beberapa tahun terakhir, pengembangan teknologi mikrofluida berbasis kertas menjadi salah satu jawaban atas kebutuhan ini. Teknologi ini dibangun berdasarkan pengujian aliran lateral tradisional dan merevolusi diagnostik medis dengan memanfaatkan aksi kapiler untuk memungkinkan cairan mengalir di sepanjang saluran yang dirancang dalam substrat kertas berpori.
Perangkat mikrofluida berbasis kertas terdiri dari serangkaian serat hidrofilik yang melaluinya cairan diangkut dan dengan demikian dikontrol secara pasif.
Struktur mikrofluida kertas
Arsitektur perangkat mikrofluida kertas terutama meliputi saluran masuk, saluran, penguat aliran, hambatan aliran, hambatan, dan saluran keluar. Elemen-elemen ini bekerja sama untuk memungkinkan cairan mengalir secara efisien di dalam perangkat. Saluran masuk awal adalah substrat (biasanya selulosa), dan salurannya tersusun dari jaringan submilimeter hidrofilik yang mengarahkan aliran cairan.
Prinsip dan kontrol aliran
Pergerakan cairan dalam media berpori seperti kertas dipengaruhi oleh permeabilitas, geometri, dan efek penguapan. Aksi kapiler memainkan peran kunci dalam proses ini. Cairan mengalir secara otomatis melalui aksi kapiler tanpa tekanan eksternal yang mendorong. Akibatnya, kertas menjadi media untuk mengangkut cairan, dan dengan desain yang tepat, aliran cairan yang stabil dapat dicapai.
Aliran kapiler selama periode pembasahan dapat diperkirakan dengan persamaan Washburn, dan aliran selanjutnya bersifat laminar.
Eksplorasi metode manufaktur
Terdapat berbagai metode untuk memproduksi perangkat mikrofluida berbasis kertas, termasuk pencetakan lilin, pencetakan inkjet, fotolitografi, dll. Masing-masing teknik ini memiliki kelebihan dan kekurangan, mulai dari produksi cetakan lilin yang murah dan cepat hingga desain fotolitografi dengan presisi tinggi, yang semuanya berupaya untuk merancang saluran yang sesuai untuk aliran cairan. Pencetakan lilin, misalnya, menggunakan lilin leleh panas untuk membuat saluran di atas kertas, yang dapat dilakukan dengan cepat dan hemat biaya, meskipun pada resolusi yang lebih rendah.
Perluasan bidang aplikasi
Penerapan teknologi mikrofluida kertas tidak terbatas pada diagnosis medis, tetapi juga meluas ke area seperti pengujian lingkungan dan keamanan pangan. Karena sifatnya yang ringkas dan ringan, perangkat ini sangat cocok untuk digunakan di lingkungan dengan sumber daya terbatas. Terlebih lagi, perangkat berbasis kertas ini biasanya lebih murah daripada teknologi mikrofluida tradisional, sehingga lebih mudah diakses di seluruh dunia.
Namun, dengan begitu banyak keuntungan, bagaimana cara meningkatkan akurasi dan keandalan teknologi ini dalam berbagai aplikasi masih menjadi masalah yang belum terpecahkan.
Perubahan dalam Diagnostik
Dalam aplikasi diagnostik, perangkat mikrofluida berbasis kertas dirancang untuk menghasilkan perangkat titik-ke-titik yang murah dan mudah digunakan yang dapat dioperasikan tanpa bantuan personel khusus. Hal ini tidak hanya memenuhi standar permintaan yang diusulkan oleh Organisasi Kesehatan Dunia, tetapi juga membantu meningkatkan efisiensi diagnostik di daerah miskin sumber daya atau terpencil. Namun, perangkat ini masih menghadapi dua tantangan utama, satu adalah penerimaan pengguna, dan yang lainnya adalah bagaimana menyederhanakan proses pengoperasian.
Kesimpulan
Meskipun potensi teknologi mikrofluida kertas tidak diragukan lagi sangat besar, penerapan dan pemasyarakatannya masih bergantung pada inovasi teknologi berkelanjutan dan peningkatan pengalaman pengguna. Bagaimana perkembangan di masa depan akan mengubah cara diagnosis medis dilakukan dalam kehidupan sehari-hari kita?
