فراوری حباب های کوچک با ریزترین تراشه - مجله سایه

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، کاویتاسیون هیدرودینامیکی پدیده اصلی تغییر فاز است که می تواند با کاهش ناگهانی فشار استاتیک موضعی درون یک مایع رخ دهد. ظهور سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) و دستگاه های میکروسیالی پرسرعت با پیاده سازی در بسیاری از زمینه ها از جمله کاویتاسیون توجه زیادی را به خود جلب نموده است.

فرزاد رخسار طالبازار و همکارانش از ترکیه، سوئد و سوئیس در مطالعه تازهی که به تازگی در نشریه Nature Microsystems و Nanoengineering به چاپ رسیده، نسل تازهی از دستگاه های کاویتاسیون روی تراشه را با هشت میکروکانال ساختاری موازی ساخته اند.

این تیم از آب و یک سوسپانسیون میکرو حباب پلی وینیل الکل (PVA) به اسم سیال موجود در دستگاه استفاده کردند. ویژگی هایی که در ادامه این فناوری کاویتاسیون روی تراشه ایجاد خواهد شد موجب می گردد تا این فناوری کاربرد های مختلفی در دستگاه های میکروسیالی یا ارگان روی تراشه برای رهاسازی یکپارچه دارو و کاربرد های مهندسی بافت پیدا کند.

کاویتاسیون هیدرودینامیکی (HC) یک پدیده تغییر فاز بوده که شامل یک سیال است و هنگامی آغاز می گردد که فشار استاتیک به مقدار قابل توجهی کاهش یابد که این مقدار به اسم فشار بخار اشباع شناخته می گردد. این پدیده شامل تبخیر تدریجی برای فراوری، رشد و انفجار حباب ها است. به اسم مثال، حباب های کوچک می توانند در منطقه ها کم فشار تشکیل شوند. کاویتاسیون یک پدیده نامطلوب است و بیشتر مطالعات در خصوص فیزیک کاویتاسیون پیرامون روش های جلوگیری یا کاهش آن است.

هدف محققان طراحی و ساخت دستگاه های میکروسیالی است که قادر به فراوری حباب های کاویتاسیون هستند. در این کار، تالابازار و همکارانش عملی بودن مفهوم کاویتاسیون روی تراشه برای فراوری جریان های حفره در فشار های پایین برای کشف قابلیت آن ها برای کاربرد های میکروسیستم را مورد آنالیز قرار دادند.

برای این منظور، محققان یک دستگاه میکروسیالی تازه با هشت میکرو کانال کوتاه و موازی به اسم دستگاه کاویتاسیون روی تراشه نسل بعدی طراحی کردند. آن ها اثر میکروحباب های پلی وینیل الکل (PVA) را به اسم یک تسهیل کننده کاویتاسیون در فرآیند آنالیز کردند که نتایج عملکرد بالای دستگاه برای ایجاد حفره را نشان داد.

این تیم در جایی که دستگاه میکروسیال حاوی یک کانال ورودی برای راهنمایی مایع به داخل محفظه ورودی است، یک میکروابزار با عناصر محدود کننده جریان را در اختیار شما قرار داده است. محفظه ورودی شامل یک کانال دراز بود تا جریان هرج و مرج زودگذر قبل از ورود مایعات به نازل از بین برود. این تیم با استفاده از مخزن نیتروژن فشار بالا فشار ورودی مورد نظر را به سیستم تحویل دادند.