Mikrofluidik och inlärnings-på-ett-chip-forskning – som involverar manipulering av små mängder vätskor för att köra miniatyriserade experiment inom fysik, kemi, biologi och medicin — är ett produktivt forskningsfält. Men, än så länge, det finns inte många publicerade exempel på hur man lär ut det på ett lättförståeligt sätt för studenter eller hur man kommunicerar de många betydande framstegen inom området till allmänheten på ett relaterbart sätt.

För att ta itu med detta, i journalen Biomikrofluidik , en grupp forskare presenterar en genomgång av publicerad litteratur om mikrofluidikutbildning och ger metoder och förslag för alla som vill förbättra sin egen undervisning och uppsökande mikrofluidik.

"Vetenskapsutbildning och uppsökande verksamhet är båda populära just nu, och allmänhetens uppsökande blir också allt viktigare, eftersom skatter finansierar en betydande mängd forskning, sa Nicole Pamme, vid University of Hull. "Allmänhetens medvetenhet om vetenskapliga framsteg är viktig för god politik inom demokratiska samhällen."

Mikrofluidik är en term som omfattar ett brett utbud av verktyg som används för att manipulera extremt små volymer vätskor, allt från attoliter (en kvintilliondel av en liter) till mikroliter (en mikroliter är en miljondels liter; en burk cola, till exempel, är 355, 000 mikroliter i volym). Denna teknik är användbar, eftersom det tillåter forskare att miniatyrisera experiment, vilket möjliggör lägre förbrukning av kemikalier och reagens, mindre provvolymer, och mindre, mer bärbar instrumentering.

"Många experiment kan utföras snabbare eller mer effektivt och med exakt kontroll av lokala förhållanden, vilket är omöjligt att uppnå i stora petriskålar eller reaktionskärl, sa Darius Rackus, en medförfattare vid ETH Zürich. "Ett av målen med mikrofluidik är att spegla datavetenskapens historia och framsteg genom att gå från dedikerade rum och faciliteter för datorer till miniatyriserade, handdatorer som kan användas var som helst för kemi och biovetenskap."

Det vanligaste mikrofluidikformatet är mikrokanaler, som i huvudsak är små VVS-system med en bredd eller höjd av minst 1 till 10 mikrometer. På denna längdskala, vätskorna har ett lågt Reynolds-tal (förhållandet mellan tröghetskrafter och viskösa krafter), vilket innebär att de uppvisar laminärt flöde (i motsats till turbulent flöde).

"En implikation av detta är att vätskor som flyter ihop inte blandas utan snarare fortsätter i flödesriktningen, ", sade Rackus. "Detta är ett användbart fenomen som många forskare drar nytta av för att exakt kontrollera placeringen av vätskor och partiklar i en mikrofluidisk enhet."

I gruppens granskning, de fastställde att de flesta exemplen på att inkludera mikrofluidik med undervisning eller uppsökande i stort sett delas upp i två kategorier:undervisning om mikrofluidik eller undervisning med mikrofluidik. Många exempel på undervisning om mikrofluidik fokuserar på fysik och ingenjörskonst av mikrofluidiksystem.

"Detta kan vara demonstrationer som förklarar begrepp, såsom flödesbeteende eller designprojekt, där eleverna skapar en mikrofluidisk enhet för att lösa ett visst problem, " sa Pamme. "I fall av undervisning med mikrofluidik, vi hittade exempel där mikrofluidik användes mer som ett sätt att sluta studera fysiska, kemiska eller biologiska fenomen."

Gruppen hoppas att mer studentexponering för mikrofluidik kommer att öka intresset för det tvärvetenskapliga området mikrofluidik, och i slutändan leda till fler forskare inom området.

"Vi hoppas att vår uppsats kommer att utrusta utbildare att inkludera mikrofluidik i sina läroplaner - både på lekfulla och seriösa sätt - och att dela idéer om hur man kan engagera medborgarna om utvecklingen inom medicin och klinisk diagnostik, miljöanalys, kemisk syntes, som alla underbyggs av begreppen teknik och fysik, sa medförfattaren Ingmar Rieldel-Kruse, vid Stanford University. "Med tanke på de begränsade rapporterna inom litteraturen, vi skulle vilja uppmuntra mer delning – antingen formell eller informell – av idéer och aktiviteter för undervisning i mikrofluidik."