Microfluidica e ricerca learning-on-a-chip, che implica la manipolazione di piccole quantità di fluidi per eseguire esperimenti miniaturizzati in fisica, chimica, biologia e medicina, sono un campo di ricerca prolifico. Ma, finora, non ci sono molti esempi pubblicati su come insegnarlo in un modo facilmente comprensibile agli studenti o su come comunicare i numerosi progressi significativi nel campo al pubblico in modo riconoscibile.

Per affrontare questo, nel diario Biomicrofluidica , un gruppo di ricercatori presenta una revisione della letteratura pubblicata sull'educazione alla microfluidica e fornisce metodi e suggerimenti per chiunque voglia migliorare i propri insegnamenti e la propria divulgazione sulla microfluidica.

"L'educazione scientifica e la divulgazione sono entrambe popolari in questo momento, e la sensibilizzazione del pubblico è sempre più importante, perché le tasse finanziano una quantità significativa di ricerca, " ha detto Nicole Pamme, presso l'Università di Hull. "La consapevolezza pubblica dei progressi scientifici è importante per una buona politica all'interno delle società democratiche".

Microfluidica è un termine che comprende un'ampia gamma di strumenti utilizzati per manipolare volumi estremamente piccoli di fluidi, che vanno dagli attolitri (un quintilionesimo di litro) ai microlitri (un microlitro è un milionesimo di litro; una lattina di Coca, Per esempio, è 355, 000 microlitri di volume). Questa tecnologia è utile, perché consente agli scienziati di miniaturizzare gli esperimenti, che consente un minor consumo di prodotti chimici e reagenti, volumi di campione più piccoli, e più piccolo, strumentazione più portatile.

"Molti esperimenti possono essere eseguiti più velocemente o in modo più efficiente e con un controllo preciso delle condizioni locali, impossibile da ottenere in grandi piastre di Petri o recipienti di reazione, " disse Dario Rackus, coautore all'ETH di Zurigo. "Uno degli obiettivi della microfluidica è rispecchiare la storia e i progressi dell'informatica passando da sale e strutture dedicate per l'informatica a strutture miniaturizzate, computer palmari che possono essere utilizzati ovunque per le scienze chimiche e biologiche."

Il formato di microfluidica più comune è microcanali, che sono essenzialmente piccoli impianti idraulici con una larghezza o un'altezza da almeno 1 a 10 micrometri. A questa scala di lunghezze, i fluidi hanno un numero di Reynolds basso (il rapporto tra forze inerziali e forze viscose), il che significa che mostrano un flusso laminare (al contrario di un flusso turbolento).

"Un'implicazione di ciò è che i fluidi che scorrono insieme non si mescolano ma piuttosto continuano nella direzione del flusso, "Ha detto Rackus. "Questo è un fenomeno utile che molti ricercatori sfruttano per controllare con precisione il posizionamento di fluidi e particelle all'interno di un dispositivo microfluidico".

Nella recensione del gruppo, hanno determinato che la maggior parte degli esempi di inclusione della microfluidica con l'insegnamento o la divulgazione sono ampiamente suddivisi in due categorie:insegnamento della microfluidica o insegnamento della microfluidica. Molti esempi di insegnamento sulla microfluidica si concentrano sulla fisica e sull'ingegneria dei sistemi microfluidici.

"Potrebbero essere dimostrazioni che spiegano concetti, come comportamento del flusso o progetti di design, dove gli studenti creano un dispositivo microfluidico per risolvere un problema particolare, " disse Pamme. "Nei casi di insegnamento con la microfluidica, abbiamo trovato esempi in cui la microfluidica è stata utilizzata più come mezzo allo scopo di studiare fisica, fenomeni chimici o biologici”.

Il gruppo spera che una maggiore esposizione degli studenti alla microfluidica aumenterà l'interesse nel campo multidisciplinare della microfluidica, e alla fine portare a più ricercatori nel campo.

"Speriamo che il nostro documento fornisca agli educatori gli strumenti per includere la microfluidica nei loro curricula, sia in modo giocoso che serio, e per condividere idee su come coinvolgere i cittadini sugli sviluppi della medicina e della diagnostica clinica, analisi ambientale, sintesi chimica, che sono tutti sostenuti da concetti di ingegneria e fisica, " ha detto il co-autore Ingmar Rieldel-Kruse, alla Stanford University. "Dati i rapporti limitati all'interno della letteratura, vorremmo incoraggiare una maggiore condivisione, formale o informale, di idee e attività per l'insegnamento della microfluidica."