L'acustofluidica fonde elegantemente l'acustica con la meccanica dei fluidi, consentendo la manipolazione precisa di fluidi e particelle su scala micro e nanometrica. Questo campo interdisciplinare svolge un ruolo cruciale nella biomedicina, nell’ingegneria dei tessuti e nella sintesi delle nanoparticelle. Tuttavia, l'efficacia e il potenziale dei tradizionali dispositivi acustofluidici sono spesso ridotti dalla loro dipendenza dalle geometrie specifiche delle camere fluidiche, limitandone così l'adattabilità e la versatilità.
Affrontando queste limitazioni, la tecnologia dell'attuatore della guida d'onda acustica a membrana (MAWA) utilizza onde di flessione guidate (GFW) per un controllo efficiente e flessibile delle particelle, che funziona indipendentemente dalle proprietà di risonanza della camera grazie alle proprietà evanescenti dei campi acustici alimentati da GFW.
Questo approccio è stato dettagliato in uno studio pubblicato su Microsystems &Nanoengineering l'8 marzo 2024.
A differenza dei metodi tradizionali che dipendono fortemente dalla progettazione specifica delle camere microfluidiche, MAWA utilizza le onde sonore guidando le vibrazioni lungo membrane microfabbricate sottilissime che fungono da guida d'onda acustica, senza limitazioni dovute alla geometria circostante.
Questa innovazione consente agli scienziati di controllare con precisione il movimento delle particelle sulla parte superiore delle membrane, sia che si tratti di miscelarle, separarle o trasportarle all'interno di qualsiasi spazio fluidico su un microchip.
La ricerca approfondisce i meccanismi di come queste onde sonore guidate interagiscono con le particelle in un fluido, offrendo uno sguardo su un futuro in cui i dispositivi lab-on-a-chip saranno più versatili e potenti che mai.
Gli esperimenti hanno dimostrato che regolando la frequenza e la fase di queste onde sonore, è possibile far sì che le particelle si mescolino, si separino in base alle dimensioni o addirittura si muovano contro il flusso di un fluido, il tutto all'interno dei confini di una minuscola gocciolina o di un microcanale.
Secondo il primo autore, il dottor Philippe Vachon, "La nostra ricerca sulla tecnologia microfluidica porta avanti progressi significativi nelle funzioni di manipolazione delle particelle attraverso effetti acustofluidici localizzati. Questo approccio basato su onde di flessione guidate indipendenti dalla cavità apre nuove strade per la progettazione e l'applicazione di dispositivi lab-on-a-chip. Si spera che questa nuova tecnologia contribuisca notevolmente ai futuri progressi nei sistemi lab-on-a-chip mirati alla diagnosi delle malattie e ai test a livello cellulare."
Ulteriori informazioni: Philippe Vachon et al, Manipolazioni acustofluidiche indipendenti dalla cavità consentite da onde di flessione guidate su un attuatore a guida d'onda acustica a membrana, Microsistemi e nanoingegneria (2024). DOI:10.1038/s41378-023-00643-8
Informazioni sul giornale: Microsistemi e nanoingegneria
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