Российские и немецкие ученые разработали новый способ перемешивания жидкостей в микроканалах — с помощью «искусственной турбулентности». Подробности способа изложены в журнале Physical Review E.
При перемешивании жидкостей в микроканалах — их используют, в частности, в приборах для полевой диагностики инфекционных заболеваний — возникает проблема: течение жидкостей в микроканалах обычно бывает слоистым, из-за чего перемешивание оказывается затрудненным, а значит, осложняется и течение химических реакций.
Теперь же, как сообщается на сайте МГУ, было найдено простое, но крайне эффективное решение — если микроканалы изготавливать из водоотталкивающих и микрошероховатых материалов, то на их стенках возникают микропузырьки воздуха. Под воздействием такой своеобразной «микроподушки» жидкость по краям канала начинает течь быстрее и немного закручиваться. Параллельно с этим микропузырьки, которые образуют крошечные бороздки на стенах канала, формируют другие, мелкие вихри, которые смешиваются с основным течением. Возникает, по словам одного из участников исследования, «искусственная турбулентность», которая и облегчает процесс смешивания жидкостей. Этот способ гораздо проще и быстрее позволит химикам достичь искомого результата, чем те методы, которые применялись до сегодняшнего дня.
Исследователи, работающие под руководством профессора физического факультета МГУ Ольги Виноградовой, специализируются в сфере недавно возникшей дисциплины — микрофлюидики, значение которой очень велико, в частности, в сфере медицины.
Микрофлюидика использует миниатюрные приборы, позволяющие осуществлять сложные химические процессы, в частности, перемешивание жидкостей. Такие устройства невероятно важны для синтетической химии и для медицины, так как они используются в портативных приборах для диагностики онкологических и инфекционных заболеваний.
