ההתקן שמזרים נוזלים בערוצים וירטואליים ללא צינורות

חוקרים מהטכניון וממרכז המחקר של IBM בציריך פיתחו התקן המזרים נוזלים בערוצים וירטואליים ללא צורך בתעלות ובצינורות. ממצאי המחקר התפרסמו בכתב העת של האקדמיה האמריקנית למדעים PNAS.

מערך האלקטרודות יוצר זרימות דיפול. סופרפוזיציה של זרימות אלה מאפשרת יצירה של שדות זרימה מורכבים.(צילום: דוברות הטכניון)

על הפיתוח עבדו מדענים ומהנדסים מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון וממרכז המחקר של IBM בציריך, בהובלת פרופ' מורן ברקוביץ מהפקולטה להנדסת מכונות וד"ר גובינד גאיקלה ממרכז המחקר של IBM בציריך. על-פי החוקרים, דפוסי הזרימה של הנוזל נשלטים באופן אלקטרוני וכך מאפשרים לבצע מניפולציות על הזרימה בכל נקודת זמן.

"כשהשדה החשמלי פועל על מטענים הקרובים לפני השטח הוא מניע אותם וגורר את הנוזל איתו," מסביר ד"ר פדריקו פרטורה, המחבר הראשי של המאמר. "באמצעות מערך של אלקטרודות בתחתית התא המיקרופלואידי ושליטה במטען החשמלי שלהם, אנחנו למעשה מקימים מערך של מסועים זעירים שביכולתנו לשלוט באופן דינמי בכיווניהם ובעוצמתם".

הקבוצה הציגה יכולת לייצר מגוון רחב של זרימות ולשנות אותן בזמן אמת. "מה שממש מרגש הוא שמאחר שאנו משפיעים על הנוזל מבפנים, ביכולתנו ליצור גם זרימות ייחודיות שאי אפשר להשיג בדרכים מקובלות כמו משאבות לחץ," אמרה וסנה בצ'בה, החתומה גם היא על המאמר. "לדוגמה, ביכולתנו לערבב את הנוזל באזורים מסוימים בלי לשנות את הזרימה סביבם, או להיפך – ליצור אזורים שבהם הנוזל עומד במקום ואילו מסביבם הכל זורם".

פרופ' מורן ברקוביץ (צילום: דוברות הטכניון)

החוקרים מאמינים כי הפיתוח הנוכחי סולל דרך ליצירה של מערכות מיקרוזרימה הנשלטות באופן דינמי, ועשוי להוביל לשינוי פרדיגמה בתחום המעבדה-על-שבב. המחקר מומן על ידי הנציבות האירופית (מענק מארי קירי) והמועצה האירופית למחקר (מענק ERC).

למאמר המלא:

https://www.pnas.org/content/early/2019/04/30/1821269116