Cercetătorii înregistrează un important progres în construcția unor dispozitive medicale mai evoluate

Nanobulele sau bulele de gaz minuscule ar putea ajuta la reducerea rezistenței hidrodinamice a dispozitivelor medicale mici, au descoperit oamenii de știință de la Universitatea din Sydney. Descoperirile actuale ar putea deschide calea către dezvoltarea unor dispozitive de diagnostic mai robuste.
Multe instrumente de diagnostic medical se bazează pe analiza la scară mică a unor cantități mici de materiale biologice, precum și alte materiale sub formă lichidă. Aceste „dispozitive microfluidice” folosesc microcanale și microreactoare în care reacțiile efectuate de obicei la scară largă într-un laborator de chimie sau patologie sunt conduse la o scară miniaturizată.

Analiza unor volume mult mai mici de material permite o diagnosticare mai rapidă și mai eficientă. Cu toate acestea, problema cu dispozitivele microfluidice este aceea că fluxul de fluid este încetinit dramatic de frecarea lichidului de pereții solizi ai canalelor, creând o rezistență hidrodinamică mare. Pentru a depăși acest impediment, dispozitivele aplică presiuni mari pentru a conduce fluxul.

La rândul său, presiunea ridicată din interiorul acestor dispozitive nu este doar ineficientă, dar poate deteriora mostrele delicate din dispozitiv, cum ar fi celulele și alte materiale moi. În plus, pereții solizi se murdăresc cu ușurință de molecule biologice sau bacterii, ceea ce duce la o degradare mult mai rapidă a probelor.

O soluție pentru ambele probleme este utilizarea suprafețelor în care porii la scară nanometrică captează cantități mici de lubrifiant, formând o interfață lichidă alunecoasă, care reduce rezistența hidrodinamică. De fapt, suprafețele infuzate cu lichid înlocuiesc peretele solid cu un perete lichid, permițând curgerea unui al doilea lichid cu frecare mai mică, ce necesită o presiune mai redusă. În studiul actual, cercetătorii au descris modul în care au format pereții infuzați cu lichid pe dispozitivele lor microfluidice, prin dezvoltarea unor acoperiri șifonate nanoinginerești care reduc rezistența cu până la 38%, în comparație cu pereții solizi.

sursa: Science Daily
foto: Suprafețele de teflon șifonate nanostructurate au fost dezvoltate de echipă pentru a prinde eficient un strat lubrifiant. Credit: Neto et al.