Проекты участников финального этапа НТТМ-2017

← К списку проектов

Проект
Исследование термокапиллярного механизма прокачки жидкости для систем LAB ON A CHIP
НТТМ-2017-0939 | Категория I

Автор:

Редченко Владимир Олегович

Научный руководитель:
Тарасов Олег Александрович
Организация:
ГАУО ТО ФМШ,
Тюменская область, Тюмень
Цель работы
Изучить возможностей термокапиллярного эффекта для прокачки жидкости в микрокапиллярах для устройств микрофлюидики.
Обзор предметной области
Микрофлюидика недавно подарила нам массу полезных устройств (глюкометры, тест-полоски, секвинаторы, ЯМР-томографы, хроматографы, струйные принтеры и пр.). Эти устройства были созданы благодаря новому подходу — «лаборатория в чипе». Лаборатория в чипе совмещает в сантиметровом планарном устройстве множество модулей, позволяющих совершать манипуляции с жидкостями или газами на пути от реактанта к продукту или от пробы к анализу.
Основываясь на исследованиях физических механизмов прокачки жидкости в микрофлюидных устройствах, мы предположили, что один из механизмов прокачки жидкости может быть перспективным.
В будущем такие системы смогут выполнять исследования, проводимые в настоящее время в специализированных лабораториях на дорогостоящем оборудовании, например, диагностику онкологических и инфекционных заболеваний непосредственно у постели больного или экспресс-анализ загрязнения окружающей среды в полевых условиях. Значительно облегчает конструирование подобных устройств создание универсального набора компонентов, из которого новое устройство может быть создано в считанные минуты. Также существует перспектива будущего применения лабораторий на чипе в качестве микрореакторов в синтетической химии.
Описание результатов проекта
В данной работе исследована возможность термокапиллярного эффекта и экспериментально доказано перемещение капли в капилляре путем теплового воздействия. Данная возможность может быть использована в лабораториях на чипе.
Описание применимости
1. Явления капиллярности привлекают в последнее время большое внимание в связи с развитием микрофлюидики. С помощью этих эффектов можно управлять движением мельчайших капелек жидкости.
2. В данной работе исследована возможность термокапиллярного эффекта и экспериментально доказано перемещение капли в капилляре путем теплового воздействия.
3. При проведении расчетов было выявлено, что экспериментально наблюдаемое смещение столбика было в 9 раз меньше теоретически предсказанного, что нашло объяснение.
4. Данная возможность может быть использована в лабораториях на чипе, которая позволит облегчить и ускорить процесс выполнения исследований загрязнения окружающей среды, а так же проведения диагностики заболеваний. Кроме биотехнических применений эти эффекты можно использовать в дисплеях (т. н. электронной бумаге) и линзах с переключамым фокусным расстоянием.
5. По результатам исследований опубликована статья в журнале «Научный обозреватель» [5].
6. Полученный опыт подготовки и публикации научной статьи будет передан другим ученикам Физико-математической школы Тюменской области.
Дальнейшее развитие проекта
Микрофлюидика открывает новые горизонты в современном мире. Многие важные технические задачи нашего времени в области химии, биологии, многих инженерных наук, а так же наук, находящихся на пересечении научных дисциплин, способна решить микрофлюидика. Проект направлен на изучение и решение вопросов о закономерностях течения в микроскопических каналах. В данной работе экспериментально продемонстрировано перемещение капли в капилляре путем теплового воздействия. Проведено сравнение теоретических оценок и результатов эксперимента.

Информация предоставлена участником конкурса. Организаторы конкурса не несут ответственности за содержание информации о проекте.

← К списку проектов




Список всех проектов финального этапа с датами защиты

 

© Всероссийский конкурс научно-технического творчества молодежи НТТМ

E-mail: info@konkurs-nttm.ru