Microfluidique

MICROFLUIDIQUES

La microfluidique est la science de la manipulation et du contrôle des fluides à travers des microcanaux. Ce type de recherche nécessite des dispositifs microminiaturisés qui contiennent des chambres dans lesquelles les fluides s'écoulent ou sont confinés. Une puce microfluidique permet de transporter, mélanger, séparer, traiter ou visualiser des fluides de l'ordre du femtolitre (fL). Les fluides se comportent différemment à une échelle micrométrique que dans un environnement normal, ces comportements uniques sont importants pour la recherche scientifique et les expériences détaillées.

Depuis des années, l'imagerie à haute vitesse est utilisée dans les industries suivantes pour la recherche et l'analyse microfluidique : Universités, médecine, biotechnologie, énergie, chimie, biologie, produits pharmaceutiques et autres. Les caméras à haute vitesse ont la capacité de capturer de grandes quantités de données pour une analyse au ralenti.

Imagerie à grande vitesse d'une micro-gouttelette projetée sur une surface avec un motif de mouillabilité

Des résultats expérimentaux basés sur l'imagerie à haute vitesse de micro-gouttes projetées sur une surface hydrophobe avec des lignes hydrophiles sont présentés. Les effets de la ligne hydrophile et de la distance initiale de décalage de l'impact par rapport à la ligne sur le comportement de propagation des gouttelettes sont étudiés. Deux processus distincts ont été identifiés, à savoir les processus de centrage et de conformation. Pendant le processus de centrage, les gouttelettes qui frappent à une certaine distance du centre des lignes hydrophiles migrent vers le centre de la ligne. Une gouttelette dont la distance de décalage est plus grande subit un processus de centrage plus lent. Ce processus de conformation implique que les gouttelettes s'allongent le long de la ligne hydrophile, ce qui fait que la gouttelette se conforme au modèle de mouillabilité. Les résultats de cette étude peuvent être appliqués au processus d'impression par jet d'encre afin d'améliorer la précision du dépôt de matériau et la tolérance des micro-éléments imprimés.

Jets générés par laser à ondes continues pour des applications sans aiguille

Nous avons conçu et construit un dispositif microfluidique pour la génération de jets liquides produits par thermocavitation. Un laser à onde continue (CW) a été focalisé à l'intérieur d'une microchambre remplie d'une solution absorbant la lumière pour créer une bulle de vapeur en expansion rapide. La chambre est connectée à un micro-canal qui focalise et éjecte le jet liquide par la sortie. La croissance de la bulle et la vitesse du jet ont été mesurées en fonction de la géométrie des dispositifs (diamètre du canal D et largeur de la chambre A). Les jets les plus rapides étaient ceux pour une taille de chambre relativement grande par rapport au diamètre du canal. Des jets allongés et focalisés jusqu'à 29 m/s ont été obtenus pour un diamètre de canal de [Formule : voir texte] et une taille de chambre de [Formule : voir texte]. Le dispositif proposé, basé sur le laser CW, est potentiellement une option compacte pour un injecteur sans aiguille pratique et commercialement réalisable.

L'ébullition sans contact : Un moyen d'améliorer la fiabilité des procédés microfluidiques ?

La disponibilité des techniques de production des MEMS a permis la production en masse de systèmes fluidiques de petite taille. La réduction du prix de revient implique que les parties cruciales d'un système deviennent des unités jetables, ce qui améliore la facilité d'entretien et la contrôlabilité. Cependant, les petits diamètres de canal exigent une attention particulière sur l'encrassement, la fiabilité et la gestion thermo-mécanique. Dans la présente étude, un montage spécifique est réalisé afin d'obtenir une ébullition sans contact grâce à la présence d'une fine couche de gaz près de la paroi. La formation et l'optimisation possible de ce coussin de bulles doivent encore faire l'objet de recherches supplémentaires. La compréhension de la stabilité de la formation d'une fine couverture de gaz ou d'un coussin de bulles peut conduire à la demande de nouvelles structures de paroi qui peuvent être réalisées au moyen de techniques de fabrication 3D innovantes.

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