ریزسیال شناسی

ریزسیال شناسی یا میکروفلوئیدیک ( به انگلیسی: Microfluidics ) با رفتار، کنترل دقیق و نگهداری سیالاتی حاوی سلول کار دارد که به لحاظ هندسی به مقیاس کوچکی، معمولاً زیر میلی متر، محدود شده اند. میکروفلوئیدیک یک موضوع چند رشته ای است رشته هایی مانند مهندسی، فیزیک، شیمی، بیوشیمی، فناوری نانو، و بیوتکنولوژی با هدف طراحی سامانه های گوناگون با یکدیگر همکاری دارند. میکروفلوئیدیک در ابتدای سال ۱۹۸۰ پدید آمد و در توسعه چاپگرهای جوهرافشان، تراشه های DNA، فناوری آزمایشگاه روی تراشه ( lab - on - chip ) ، و فناوریهای های ریزگرمایی استفاده شد.
به طور معمول، میکرو به معنی یکی از ویژگی های زیر است:
• حجم کوچک ( μL, nL, pL, fL )
• اندازه کوچک
• مصرف پایین انرژی
• اثرات دامنه میکروسکوپی
به طور معمول سیالات حرکت کرده، مخلوط شده، جدا شده، یا به عبارت دیگر پردازش می شوند. کاربردهای متعددی تکنیک های کنترل پسیو سیال مانندنیروهای مویرگی را به کار می گیرند. در برخی کاربردها، ابزارهای محرک خارجی به صورت اضافی برای حمل و نقل مستقیم محیط استفاده می شوند. نمونه هایی از این ابزار محرک های چرخشی اعمال کننده نییروهای گریز از مرکز برای انتقال سیال بر روی تراشه های غیرفعال هستند. ریزسیال شناسی فعال به کنترل تعریف شده سیال کاری توسط اجزای فعال ( میکرو ) مانند ریزپمپ ها یا ریزدریچه ها اشاره دارد. میکروپمپ ها سیالات را با یک رفتار پیوسته ذخیره می کنند یا برای دوز استفاده می شوند. میکرودریچه ها جهت جریان یا شیوه حرکت مایعات پمپ شده را تعیین می کنند. اغلب فرایندهایی که به طور معمول در آزمایشگاه انجام می شوند، بر روی یک تراشه کوچک به منظور افزایش کارایی و تحرک و همچنین کاهش حجم نمونه و واکنش دهنده، به صورت مینیاتوری یا کوچک شده درآورده می شوند.
رفتار سیالات در محدوده میکروسکوپی می تواند از رفتار بزرگ سیال ( ماکروفلوئیدیک ) در عواملی مانند کشش سطحی، اتلاف انرژی، و شروع مقاومت سیال در برابر سیستم متفاوت باشد. میکروفلوئیدیک دربارهٔ چگونگی تغییر این رفتارها و اینکه چگونه آن ها می توانند در اطراف کار کنند، یا برای استفاده های جدید مورد استفاده قرار گیرند، مطالعه می کند. [ ۱] [ ۲] [ ۳] [ ۴]
در مقیاس های کوچک ( اندازه کانال حدود ۱۰۰ نانومتر تا ۵۰۰ میکرومتر ) برخی از خواص جالب و گاه غیرمعقول ظاهر می شوند. به طور خاص، عدد رینولدز ( که اثر تکانه یا مومنتوم سیال را به اثر ویسکوزیته مقایسه می کند ) می تواند بسیار کم شود. یک نتیجه کلیدی این است که سیالات هم جریان در معنای سنتی خود لزوماً با هم مخلوط نمی شوند، زیرا جریان به جای آشفته شدن، آرام می شود؛ حمل و نقل مولکولی بین آن ها اغلب باید از طریق انتشار باشد. [ ۵]