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신비한 액체의 춤 : 현미경 세계에서 수분이 왜 그렇게 다르게 행동합니까?
미세 유체학은 미세한 규모로 액체를 조작하는 데 중점을 둔 매혹적이고 다양한 필드입니다.이 액체의 행동은 미세한 세계에서 우리의 일상 경험과는 매우 다릅니다.미세한 규모에서, 액체의 이동은 표면 장력, 에너지 소산 및 유체 저항과 같은 요인에 의해 지배되며, 이는 종종 거시적 세계에서 간과됩니다.1980 년대 초부터 미세 유체는 점차 진화하여 생의학 과학 분야의 미세 진단 도구 또는 화학 분석을위한 고 처리량 스크리닝에서 여러 분야에서 적용을 발견했습니다.
미세 유체의 기본 특성에는 다음이 포함됩니다. 작은 흐름, 작은 크기 및 저에너지 소비가 낮아서이 분야의 개발을 촉진합니다.
미세 유체 행동의 독창성
미세한 규모에서 액체의 흐름 거동은 많은 반 직관적 인 특성을 보여 주어 유체 역학에 대한 연구가 어려워집니다.유체가 미크론에서 나노 미터 채널로 이동함에 따라 Newtonian 유체의 특성은 매우 중요해 보입니다.이 시점에서 유체의 점도와 흐름의 운동량 사이의 관계가 특히 민감 해지 기 때문입니다.
미세한 유체 제어에서, 흐름은 더 이상 난류가 아니라 층류의 특성을 나타낸다.
층류의 특성은 서로 흐르는 액체가 일일 경험에서와 같이 혼합되지 않음을 의미하므로 분자 사이의 수송은 주로 확산에 의존합니다.이 미세 유체의 독창성은 미세 유체를 많은 새로운 기술의 기초로 만듭니다.
다양한 미세 유체 흐름 형태
미세 유체 흐름 유형은 다양하며, 다른 적용 및 설계 요구 사항에 따라 적절한 흐름 방법을 선택할 수 있습니다.개방형 미세 유체 기술이 점점 더 많은 관심을 끌고 있으며, 이러한 시스템은 적어도 하나의 경계를 개방하여 액체가 공기 또는 다른 매체에 직접 노출 될 수있게합니다.여기서 장점은 액체 가스 표면적이 더 크고 개입이 쉬운 것입니다.
개방형 미세 유체의 또 다른 특징은 표면 장력 중심 흐름을 통합하여 외부 펌프가 필요하지 않다는 것입니다.
연속 흐름 미세 유체 기술
또 다른 일반적인 미세 유체 기술은 연속 흐름 미세 유체이며, 이는 정상 상태 액체 흐름의 제어에 의존합니다.외부 압력 공급원이든 내부 마이크로 펌프를 통해이 기술은 좁은 채널에서 꾸준한 흐름을 유지합니다.연속 흐름 미세 유체는 많은 간단한 생화학 적 응용 분야에서 효과적이지만 작업에 높은 유연성이 필요할 때 부도덕 한 것처럼 보입니다.
액적 작동
의 발전마이크로 드로플렛 기반 미세 유체 기술은 미세 유체의 경계를 더욱 발전시키고 다른 단계에서 액체 부피를 조작 할 수있어 실험 프로세스를보다 편리하게 만듭니다.물방울의 생성, 운영 및 정확한 분류에 대한 많은 연구가 이루어 졌으며이 기술을 통해 고 처리량 실험 및 행동 분석을 허용합니다.
디지털 미세 유체 기술의 상승
디지털 미세 유체는 미세 유체 조작을 새로운 수준으로 밀어내어 기판에서 다른 액 적의 독립적 인 제어를 허용합니다.이 기술은 디지털 전자 제품의 개념을 빌려 전기 측정 방법을 통해 액 적을 작동시켜 유연성과 확장 성을 제공합니다.
미래의 응용 프로그램 전망
미세 유체의 빠른 발전으로 생물학, 환경 과학 및 의료 진단과 같은 많은 분야 에서이 기술의 적용이 크게 확장 될 것입니다.예를 들어, 미세 유체 기술은 빠른 진단 장치에 사용될 수 있으며 원격 지역에서 즉각적인 건강 테스트를 제공 할 수 있습니다.
미세 유체 기술의 잠재적 장점에는 단일 세포의 정확한 조작과 복잡한 생물학적 환경에 대한 심층적 인 이해가 포함됩니다.
미세 유체 행동에 대한 우리의 이해가 계속 심화되면서 앞으로 우리가 탐구하기를 기다리는보다 혁신적인 응용 프로그램이있을 것입니다.이 작은 유체 댄서들이 생물학적 및 화학 현상을 이해하는 방식을 바꿀 수 있습니까?
