Droppmanipulation väcker stort intresse på flera områden, inklusive tekniska tillämpningar och grundläggande studier i dynamiska system. Lab-on-a-chip och mikrofluidikergemenskapen är särskilt intresserad av exakt hantering av små volymer vätskor, droppmikrofluidik. En undersökning utförd av UPV/EHU:s Microfluidics Cluster har funnit att en superparamagnetisk ring bildas spontant runt en vattendroppe när en oljebaserad ferrofluid är i kontakt med droppen under påverkan av ett magnetfält och varierar beroende på styrkan på magnetfältet som appliceras.

Ringen består av en oljebaserad ferrofluid, en stabil suspension av ferromagnetiska partiklar i en oljefas. Det uppträder spontant på grund av olja-vatten-gränssnittsinteraktionen under påverkan av ett magnetfält. "Ferrofluid-vatten-interaktionen liknar en muffin, med den omgivande ringen endast vid basen av droppen, "förklarade den Ikerbasque professorn Lourdes Basabe, som leder klustret. Ringen är analog med en mjuk materiel ringmagnet, "som stabiliserar dropparna på en yta, och hindrar dem från att blanda sig. Och dessa vattendroppar kan röra sig med precision genom att förskjuta det yttre magnetfältet, " tillade hon.

UPV/EHU-föreläsare Fernando Benito-López, klusterets ledande forskare, förklarade att "under ett magnetfält kan vattendropparna vara inkapslade i ferrofluiden, och flyttas på distans genom att flytta en magnet, tack vare ferrofluidens magnetiska egenskaper. Även när två eller flera muffins är mekaniskt sammanfogade, vattendropparna blandas inte, eftersom deras ferrofluidringar smälter samman för att bilda en isolerande fysisk barriär. Dessutom, eftersom det är paramagnetiskt, om magneten tas bort, om magnetfältet tas bort, effekten försvinner, med andra ord, det är en omkopplingsbar struktur, och dessa droppar kan blandas genom att stänga av magnetfältet. Likaså, denna enhet kan formas ovanpå ett substrat eller, som en hängande muffin, på undersidan av ett substrat. "Det här är millimeterstora droppar, som innehåller volymer på en mikroliter skala, och "så öppnas flera möjligheter för hantering av så små volymer, " han lade till.

En ny, fördelaktigt tillvägagångssätt för droppmikrofluidik med öppen yta

Båda forskarna hävdar att detta fynd "möjliggör den robusta, kontrollerbar och programmerbar manipulation av de medföljande vattendropparna. Detta arbete öppnar dörren till nya applikationer inom inverterad eller öppen yta mikrofluidik, lägger grunden för nya studier av interaktioner mellan två icke -blandbara vätskor och kan leda till nya studier, en ny kunskap om vätske-vätske-interaktion. De avslöjar också att användningen av denna ring för att manipulera en hängande droppe är det första exemplet på magnetisk manipulation av droppar på en inverterad yta, vilket öppnar vägen för nya applikationer.

Detta är grundforskning som kan ha för närvarande okända applikationer, men för närvarande listar de ett antal möjligheter, såsom "utveckling av sensorer för vätskor, kemiska reaktioner på mikroskala med små mängder reagenser, analys av enskilda celler, upptäckt av ämnen i aerosoler, etc."

Nu, "vi vill ta reda på hur små dessa droppar kan vara. Vi vill undersöka utvecklingen av nya mikrofluidiska tekniker, med andra ord, manipulering av mycket små volymer, eller utveckla de system som genereras genom detta projekt för att producera vätskeanalysanordningar baserade på magnetiska egenskaper, eller åtminstone utnyttja dessa fastigheter på något sätt, sa de.

Forskarna är tacksamma för den europeiska finansiering som erhållits tack vare det europeiska MAMI -projektet, "ett internationellt utbildningsnätverk för doktorander, bildat av ett konsortium av forskargrupper och tvärvetenskapliga företag från sex länder för att utveckla ny teknik kring användning av magnetiska material, vilket har gjort det möjligt för oss att rekrytera människor som är mycket motiverade. "De är också glada över att denna stora upptäckt har gjorts" i en ung forskargrupp, vilket visar att forskning på högsta nivå kan utföras vid UPV/EHU. "