Ottimizzazione della miscelazione microfluidica dei fluidi viscosi
Una profonda comprensione della tecnologia microfluidica sottostante distingue le aziende di produzione a contratto avanzate nel servire il settore. Le aziende possono acquistare strumenti di fabbricazione digitale per realizzare progetti specificati dal cliente, ma è un partner che comprende in modo completo ed esperienziale i rigori alla base della tecnologia microfluidica che può innovare i processi per migliorare i progetti dei dispositivi dei clienti e aiutare a portare sul mercato prodotti ottimizzati.
L'innovazione in Potomac ruota attorno al nostro impegno ad andare oltre la semplice fabbricazione di chip microfluidici per sviluppare i processi che portano i prodotti ai massimi livelli di prestazioni. Una delle nostre innovazioni recenti fa proprio questo, ottimizzando la miscelazione di fluidi viscosi nei dispositivi microfluidici.
Innovazione dei miscelatori microfluidici personalizzati
Grazie al nostro lavoro di soddisfazione delle specifiche esigenti dei dispositivi dei clienti, Potomac ha riconosciuto che miscelare liquidi viscosi è difficile per i processi di flusso laminare nei dispositivi microfluidici. La capacità di miscelare liquidi è particolarmente importante poiché molte applicazioni richiedono campioni di sangue, che possono essere piuttosto viscosi. Sebbene i miscelatori siano disponibili in commercio, la mancanza di capacità di personalizzazione limita la capacità di un nuovo prodotto di essere ottimizzato per applicazioni specifiche, riducendo il successo di mercato.
Con i finanziamenti del programma SBIR della National Science Foundation, il team R&S di Potomac si è messo all'opera per sviluppare una nuova tecnologia di miscelazione microfluidica che potesse essere adattata a nuovi prodotti biotecnologici, ambientali e sanitari durante la fase di prototipazione. Il concetto è quello di combinare Hydro-dynamic Flow Focusing [HDFF] con microstrutture per interrompere il fluido mentre scorre nei canali di un chip.
HDFF è un modo per manipolare il profilo di miscelazione di più liquidi, consentendo un controllo di precisione della concentrazione. I fluidi più viscosi presentano delle sfide nel processo di miscelazione, riducendo l'accuratezza dei risultati dei test. Tuttavia, le geometrie complesse all'interno dei canali dei dispositivi microfluidici possono interrompere il flusso per migliorare l'uniformità della concentrazione del campione.
L'innovazione di Potomac
Utilizzando un modello a spina di pesce di strutture da 50 micron, Potomac ha dimostrato con successo la miscelazione di fluidi viscosi in canali microfluidici di circa 100 micron di altezza. Le strutture creano un'advezione caotica, un fenomeno di miscelazione diffusiva, che si traduce in una miscelazione più rapida e completa dei costituenti fluidi.
Abhay Andar, scienziato di ricerca e sviluppo di Potomac, spiega che il progetto ha dimostrato il numero di set di strutture a spina di pesce ottimali per applicazioni specifiche. Utilizzando processi di fabbricazione digitale che possono essere modificati nel software di progettazione assistita da computer [CAD], è facile e veloce adattare la fabbricazione di strutture per soddisfare le mutevoli esigenze applicative.
Prossimi passi
Le innovative tecniche di fabbricazione di dispositivi microfluidici di Potomac consentono la personalizzazione nella fase di prototipazione rapida dello sviluppo di nuovi prodotti. Successivamente, l'automazione e altre metodologie adatteranno i nuovi miscelatori on-chip a grandi quantità di produzione con conseguenti costi ridotti e consegne rapide.
Le applicazioni diagnostiche point-of-care sempre più disponibili che utilizzano fluidi altamente viscosi come il sangue richiedono innovazioni come il miscelatore microfluidico su chip Potomac per conquistare i mercati tradizionali e salvare vite umane.
