NGHIÊN CỨU MÁY VI TRỘN XOÁY CHO HỆ THỐNG PHÂN TÍCH VI MÔ

Tóm tắt

Các thiết bị phân tích thí nghiệm ngày càng được thu nhỏ để mang lại nhiều lợi thế như giảm chi phí phần cứng, tiêu hao nguyên liệu, tốc độ phân tích nhanh hơn và khả năng vận hành để đạt được hiệu suất cao. Hệ thống vi chất lỏng đang trở thành một công nghệ quan trọng trong các ứng dụng của quá trình phân tích hóa học và sinh học trong hệ thống phân tích tổng thể vi mô (Micro total analysis system (μ-TAS)). Trong bài báo này trình bày nghiên cứu một vi trộn hoạt động xoáy ba chiều (three-dimensional (3-D)) sử dụng màng dẫn động bằng khí nén để tạo ra dòng chảy xoáy trong buồng trộn để có hiệu suất trộn nhanh chóng. Máy vi trộn được chế tạo bằng công nghệ hệ thống vi cơ điện tử (Micro-electro-mechanical system (MEMS)). Mô phỏng tính toán động lực học chất lỏng (Computational-fluid-dynamics (CFD)) cũng được sử dụng để khảo sát cơ chế trộn và khảo sát các thông số dòng chảy. Vi trộn kiểu xoáy 3-D được sử dụng để tạo ra trường dòng chảy xoáy và để chứng minh hiệu suất trộn đáng kể tới 95,0% trong một khoảng thời gian ngắn. Các mô phỏng và các quan sát thực nghiệm chỉ ra rằng hiệu suất trộn tăng khi tần suất tăng lên và thời gian trộn hoàn toàn giảm. Những kết quả đem lại cho thấy rằng vi trộn xoáy được đề xuất hoàn toàn có thể trộn hai mẫu thích hợp sử dụng trong các hệ thống vi cơ điện tử ứng dụng trong phân tích sinh học và hóa học.