Superprecyzyjny czujnik przepływu cieczy

Superprecyzyjny czujnik przepływu cieczy

Amerykańsko-szwajcarski zespół naukowców z uniwersytetów CalTech, Schlumberger-Doll Research i EPFL skonstruował przyrząd do mierzenia szybkości przepływu cieczy o ultra małych objętości cieczy rzędu nanolitrów. Urządzenie to opiera swoje działanie na tranzystorze zbudowanym z pojedynczej nanorurki węglowej.

„Udało nam się zbudować urządzenie działające w oparciu o pojedynczą nanorurkę węglową wmontowaną w mikrokanał układu przepływowego, która wykrywa zmiany potencjału elektrycznego wynikające z ruchu cieczy o charakterze cieczy jonowej (np. NaCl) w kanaliku,” – powiedział profesor Marc Bockrath.

Analizatorem jest tranzystor w postaci pojedynczej nanorurki węglowej, ustawionej poprzecznie do kierunku przepływającej cieczy. Nanorurka umieszczona jest w mikrokanale o średnicy 200 mikrometrów.

Wewnątrz mikrokanału, w pobliżu nanorurki, umieszczona jest dodatkowa przeciwelektroda, której zadaniem jest elektryczne ‘zbliżenie’ przepływających przez kanał jonów do analizatora, czyli nanorurki węglowej. Jest to konieczne ze względu na charakterystyczny dla jonów sposób uporządkowania. Układają się one w okolicach ścianek kanalika pozostawiając jego środek pustym.

Tak skonstruowany analizator umożliwia nie tylko precyzyjnie określić szybkość przepływu cieczy (nawet kilka nanolitrów na minutę), ale i stężenie przepływającego elektrolitu.

Autorzy projektu twierdzą, iż urządzenie to jest w stu procentach kompatybilne z istniejącymi układami ‘laboratorium na chipie’, co sprawia, że bez trudu może być ono wykorzystywane jako dodatkowy czujnik zainstalowany na powierzchni mikrochipa.

(lk)