Microfluido

Dispositivos microfluídicos baseados em polímero de silicone e vidro. Em cima: Fotografia dos dispositivos. Em baixo: Imagens de contraste de fase de um canal serpentino com ~15 μm de largura.

A microfluídica estuda o comportamento dos líquidos e dos gases nas escalas mais pequenas. Este comportamento difere fundamentalmente do observado nos fluidos macroscópicos, pois a esta escala podem ser dominantes alguns efeitos normalmente considerados insignificantes na mecânica dos fluidos clássica. ^[1]. Se, por exemplo, as forças de atrito forem predominantes em relação à inércia, o que corresponde a um escoamento com número de Reynolds baixo, o escoamento resultante será laminar, sem turbulência apreciável. Isto dificulta a mistura de líquidos, que só pode ocorrer neste caso por [[difusão]. Uma diferença adicional é a possível predominância da forças capilares sobre a forças gravitacionais. Isto traduz-se num número de ligação pequeno e, como resultado, o efeito do peso no transporte de pequenas quantidades de líquido é insignificante, o que contradiz a experiência quotidiana.

Exemplos de aplicação

A microfluídica é utilizada em muitas áreas da biologia e da medicina, frequentemente sob o rótulo de Laboratório num Chip^[2]. Assim, os componentes microfluídicos podem ser utilizados para o cultivo e análise de células, tecidos ou partes de órgãos, ou para a investigação de novos fármacos. ^[3]. Encontra também aplicações em áreas como sensores e, mais recentemente, bens de consumo. Diferentes tecnologias e materiais são utilizados para isso, incluindo vidro, materiais compósitos ou silício, bem como para o transporte, a mistura e a separação de fluidos. Estes processos podem ocorrer passivamente, por exemplo, com estruturas que utilizam forças capilares, ou ativamente com microbombas hidráulicas, microválvulas e micromisturadores.

Microfluídica de gotículas

Quando dois líquidos imiscíveis são injetados no mesmo microcanal, forma-se uma interface, ou limite de fase, e, sob certas condições, um dos líquidos pode formar gotículas dentro do outro. Esta técnica é chamada de "microfluídica de gotículas". Neste processo, são geralmente produzidas sequências inteiras de gotículas. Estas gotículas representam microrreceptáculos independentes nos quais podem ser investigadas milhares de reações químicas ou processos biológicos.^[4]. Além disso, esta técnica pode ser utilizada para o processamento lógico de informação.^[5].

Notas

Referências

↑ Squires T. M.; Quake S. R. (2005). "Microfluídica: Física dos fluidos à escala nanométrica" (PDF). Revisões de Física Moderna. 77 (3): 977–1026
↑ Whitesides G. M. (2006). "As origens e o futuro da microfluídica". Natureza. 442 (7101): 368–373
↑ C. Regnault, D.S. Dheeman e A. Hochstetter, Microfluidic devices for drug assays, High-Throughput 2018, 7(2), 18
↑ Martin, K.; Henkel, T.; Baier, V.; Grodrian, A.; Schön, T.; Roth, M.; Kohler, J. M. & Metze, J. Generation of larger numbers of separated microbial populations by cultivation in segmented-flow microdevices. Lab Chip, 2003, 3, 202–207
↑ Prakash, M. & Gershenfeld, N. Microfluidic Bubble Logic Science., 2007, 315, 832–835

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[1] Squires T. M.; Quake S. R. (2005). "Microfluídica: Física dos fluidos à escala nanométrica" (PDF). Revisões de Física Moderna. 77 (3): 977–1026

[2] Whitesides G. M. (2006). "As origens e o futuro da microfluídica". Natureza. 442 (7101): 368–373

[3] C. Regnault, D.S. Dheeman e A. Hochstetter, Microfluidic devices for drug assays, High-Throughput 2018, 7(2), 18

[4] Martin, K.; Henkel, T.; Baier, V.; Grodrian, A.; Schön, T.; Roth, M.; Kohler, J. M. & Metze, J. Generation of larger numbers of separated microbial populations by cultivation in segmented-flow microdevices. Lab Chip, 2003, 3, 202–207

[5] Prakash, M. & Gershenfeld, N. Microfluidic Bubble Logic Science., 2007, 315, 832–835

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