Mikropartiklar spelar en avgörande roll i olika mikrofluidiska enheter, som utför uppgifter som blandning, pumpning och avkänning. Dessa små partiklar kan manipuleras med hjälp av yttre krafter, såsom magnetiska fält eller elektriska fält. Men att få exakt kontroll över deras rörelser är fortfarande en utmaning.

I ett nyligen genomfört genombrott har forskare vid tekniska universitetet i München (TUM) och universitetet i Twente visat en metod för att inducera rotationsrörelse i mikropartiklar som är fångade i en mikrofluidkanal. Detta genombrott öppnar nya möjligheter för att kontrollera mikropartiklars beteende och har en betydande potential för avancerade mikrofluidapplikationer.

Nyckeln till denna prestation ligger i den exakta manipuleringen av vätskeflöden i mikrofluidkanalen. Genom att noggrant utforma kanalgeometrin och tillämpa specifika tryckförhållanden kunde forskarna skapa ett virvlande flödesmönster som inducerar rotationsrörelse i de fångade mikropartiklarna.

Denna invecklade vätskekontroll gjorde det möjligt för mikropartiklarna att rotera i båda riktningarna, vilket gav oöverträffad kontroll över deras orientering och rörelse. Forskarna visade denna förmåga genom att rotera mikropartiklar som innehåller magnetiska nanokristaller, som är i linje med det roterande magnetfältet.

Denna förmåga att exakt rotera mikropartiklar öppnar en mängd möjligheter för mikrofluidiska enheter. Det skulle kunna möjliggöra effektivare blandnings- och reaktionsprocesser, förbättra avkänningskapaciteten och möjliggöra utvecklingen av nya mikrofluidiska sorterings- och separationssystem.

Resultaten av denna studie, publicerade i tidskriften Nature Communications, representerar ett betydande steg framåt inom området mikrofluidik. Genom att låsa upp förmågan att rotera mikropartiklar baklänges kan forskare nu utforska nya vägar för att utveckla sofistikerade mikrofluidiska enheter och system med förbättrad funktionalitet och prestanda.