mikroakışkan ne demek?
Mikroakışkan, sıvıların milimetre veya mikrometre boyutlarındaki kanallarda kontrol edilmesi ve manipüle edilmesi bilimidir. Genellikle 10^-9 ila 10^-18 litre hacimlerdeki sıvıların davranışlarını inceler. Bu alan, akışkanlar mekaniği ve mikroteknoloji gibi farklı disiplinleri bir araya getirir.
Temel Özellikler ve Avantajları:
- Yüksek Yüzey Alanı/Hacim Oranı: Mikroakışkan sistemlerde, yüzey alanının hacme oranı çok yüksektir. Bu durum, ısı transferini ve kimyasal reaksiyonları hızlandırır.
- Laminer Akış: Genellikle düşük Reynolds sayılarında çalışıldığından akış laminerdir, yani akışkan katmanlar halinde düzenli bir şekilde hareket eder. Bu durum, karıştırma işlemlerini zorlaştırabilir ancak kontrollü reaksiyonlar için avantaj sağlar.
- Küçük Numune Hacimleri: Analizler ve deneyler için çok küçük miktarlarda örnek yeterlidir, bu da maliyeti düşürür ve değerli örneklerin korunmasını sağlar.
- Hızlı Analiz Süreleri: Küçük hacimler sayesinde difüzyon mesafeleri kısalır ve reaksiyonlar daha hızlı tamamlanır.
- Yüksek Verimlilik: Paralel ve otomatikleştirilmiş işlemler sayesinde yüksek verimlilik elde edilebilir.
- Entegrasyon: Mikroakışkan cihazlar, sensörler, aktüatörler ve elektronik bileşenlerle kolayca entegre edilebilir.
Uygulama Alanları:
- Biyoteknoloji ve Tıp: Hücre kültürü, ilaç taraması, diagnostik (hızlı tanı testleri), genetik analiz, protein analizi.
- Kimya: Kimyasal sentez, kataliz, reaksiyon kinetiği çalışmaları.
- Çevre Bilimi: Su kalitesi izleme, hava kirliliği analizi.
- Enerji: Yakıt hücreleri, mikro-reaktörler.
- Gıda Endüstrisi: Gıda güvenliği testleri, kalite kontrol.
Mikroakışkan Cihazların Üretimi:
Mikroakışkan cihazlar farklı malzemelerden (polimerler, cam, silikon vb.) üretilebilir. Üretim yöntemleri arasında mikroişleme, litografi, lazer ablasyon, 3D baskı ve enjeksiyon kalıplama yer alır.
Karşılaşılan Zorluklar:
- Üretim Maliyeti: Özellikle karmaşık tasarımlara sahip mikroakışkan cihazların üretimi maliyetli olabilir.
- Tıkanma: Küçük kanalların tıkanması, akışı engelleyebilir ve performansı düşürebilir.
- Yüzey Etkileri: Yüzey gerilimi ve elektrokinetik etkiler, akış davranışını önemli ölçüde etkileyebilir.
- Karıştırma: Laminer akış nedeniyle karıştırma zor olabilir. Özel karıştırma teknikleri (örneğin, aktif karıştırıcılar) gerekebilir.