Microfluídica: Estudo do comportamento de líquidos e gases nas escalas máis pequenas

Este comportamento diferénciase de maneira fundamental do observado en fluídos macroscópicos porque a esta escala algúns efectos normalmente considerados insignificantes en mecánica de fluídos clásica poden ser dominantes. Se por exemplo as forzas de fricción son predominantes con respecto ás forzas inercias, o que se corresponde cun fluxo a baixo número de Reynolds, o fluxo resultante é laminar sen turbulencias apreciables. Isto dificulta a mestura de líquidos, que só pode ocorrer neste caso a través da difusión. Unha diferenza adicional é o posible dominio de forzas capilares sobre as forzas gravitatorias. Isto tradúcese nun número de Bond pequeno e como resultado o efecto do peso no transporte de pequenas cantidades de líquido é insignificante, o que contradí a experiencia cotiá.

A microfluídica utilízase en moitas areas da bioloxía e da medicina, a miúdo baixo a etiqueta de Lab on a Chip. Así, os compoñentes microfluídicos pódense utilizar para o cultivo e análise de células, tecidos ou partes de órganos ou para a investigación de novos medicamentos. Atopa ademais aplicacións en campos como sensores, e máis recentemente, bens de consumo. Para isto utilízanse diferentes tecnoloxías e materiais, incluíndo vidro, materiais compostos ou silicio, así como o transporte, mestura e separación de fluídos. Estes procesos poden ocorrer de forma pasiva, por exemplo con estruturas que empregan forzas capilares, ou activas con microbombas hidráulicas, microválvulas e micromesturadores.

Ao inxectar dous líquidos inmiscibles nun mesmo microcanal fórmase unha interface, ou límite de fase, e baixo certas condicións un dos líquidos pode formar gotas no interior do outro. Esta técnica denominase “microfluídica de gotas”. Neste proceso prodúcense habitualmente secuencias enteiras de gotas. Estas gotas representan microreceptáculos independentes nos que se poden investigar milleiros de reaccións químicas ou procesos biolóxicos. Adicionalmente, esta técnica pódese empregar para o procesamento lóxico de información.