Микрофлюидология - это захватывающее и разнообразное поле, фокусируемое на манипулировании жидкостями на микроскопических масштабах.Поведение этих жидкостей очень отличается в микроскопическом мире, чем в нашем ежедневном опыте.В микроскопическом масштабе в движении жидкостей преобладают такие факторы, как поверхностное натяжение, рассеяние энергии и сопротивление жидкости, которые часто упускаются из виду в макроскопическом мире.С начала 1980-х годов микрофлюидика постепенно развивалась и обнаружила свои применения в нескольких областях, будь то в микродиагностических инструментах в области биомедицинской науки или в высокопроизводительной скрининге для химического анализа.
Основные характеристики микрофлюидики включают в себя: небольшой поток, небольшой размер и низкое потребление энергии, которые вместе способствуют развитию этой области.
В микроскопическом масштабе поведение потока жидкостей показывает много противоречивых характеристик, что делает изучение динамики жидкости.Свойства ньютоновских жидкостей кажутся чрезвычайно важными, поскольку жидкость перемещается в микроном к нанометрам, потому что в это время взаимосвязь между вязкостью жидкости и количеством движения потока становится особенно чувствительной.
В микроскопическом контроле жидкости поток больше не является турбулентным, а скорее демонстрирует характеристики ламинарного потока.
Свойства ламинарного потока означают, что жидкости, текущие друг с другом, не смешиваются, как в ежедневном опыте, что делает транспорт между молекулами в основном основываться на диффузии.Уникальность этой микрофлюидики делает микрофлюидики основой многих новых технологий.
Типы микрофлюидных потоков разнообразны, и в соответствии с различными требованиями применения и конструкции можно выбрать соответствующий метод потока.Открытая микрофлюидная технология привлекает все больше внимания, и такие системы открыты, по крайней мере, одну границу, что позволяет напрямую подвергаться воздействию жидкостей на воздухе или других средах.Преимущество здесь заключается в том, что он имеет большую площадь поверхности жидкого газа и более легкое вмешательство.
Другая особенность открытой микрофлюидики заключается в том, что он интегрирует поток, управляемый поверхностным натяжением, устраняя необходимость в внешних насосах.
Другой общей микрофлюидной технологией является непрерывная микрофлюидика, которая опирается на контроль устойчивого потока жидкости.Будь то с помощью внешних источников давления или внутренних микропумков, эта технология сохраняет устойчивый поток в узких каналах.Непрерывные микрофлюдоиды эффективны во многих простых биохимических приложениях, но часто кажутся недобросовестными, когда задачи требуют высокой гибкости.
Микрофлюидная технология на основе микропроидных средств дополнительно продвигает границы микрофлюидики и может манипулировать объемом жидкости на разных фазах, что делает экспериментальный процесс более удобным.Много исследований было проведено в области генерации, работы и точной сортировки капель, и эта технология обеспечивает высокопроизводительные эксперименты и поведенческий анализ.
Цифровая микрофлюидика выдвигает микрофлюидную работу на новый уровень, позволяя независимому контролю различных капель на подложке.Эта технология заимствует концепцию цифровой электроники и обеспечивает большую гибкость и масштабируемость путем работы капель с помощью методов электроутеки.
С быстрой разработкой микрофлюидики применение этой технологии во многих областях, таких как биология, наука о окружающей среде и медицинская диагностика, будет значительно расширено.Например, микрофлюидная технология может использоваться для быстрого диагностического устройства и может обеспечить немедленное тестирование здоровья в отдаленных районах.
Потенциальные преимущества микрофлюидной технологии включают точные манипуляции с отдельными клетками и глубокое понимание сложных биологических сред.
Поскольку наше понимание поведения микрофлюиидов продолжает углубляться, будет больше инновационных приложений, ожидающих изучения в будущем.Возможно ли, что эти крошечные танцоры жидкости изменили бы способ понимания биологических и химических явлений?