Создан гибридный миксер размером в несколько микрометров

Международный коллектив ученых, в который вошел сотрудник Первого Московского государственного медицинского университета (МГМУ) имени И.М. Сеченова, создал устройство, позволяющее более эффективно (до 90%) перемешивать химические и биологические реакционные смеси. Статья ученых опубликована в журнале RSC Advances.

Перемешивающие системы небольших размеров применяют в биологических и химических исследованиях при проведении экспериментов. Например, в биологии такие миксеры используются для анализа, очистки и синтеза ДНК, а также для доставки лекарственных средств. А в химии – при проведении реакций.

Выделяют два типа перемешивающих устройств: активные и пассивные. Принцип работы первого типа заключается в использовании внешних сил: магнитных полей, тепла, акустических колебаний и так далее – для ускорения процесса смешения. Сложность конструкции таких миксеров снижает их надежность и долговечность, поэтому второй тип перемешивающих устройств, использующий только энергию движения потока жидкости, считается более перспективным. Принцип работы пассивных миксеров заключается в создании турбулентного потока – такого течения жидкости, при котором происходит обмен веществом между ее слоями. Эффективность такого способа напрямую зависит от устройства миксера. Как правило, он представляет собой одну или несколько металлических пластин, идущих одна за другой в небольшой трубке. Каждая пластина содержит большое количество отверстий разного размера и формы. Эти характеристики в совокупности с положением отверстий на пластине определяют направление движения потоков жидкости и эффективность перемешивания.

Ученые из Ирана, Австралии и России, используя известные математические модели смешения жидкостей, разработали пять различных вариантов пассивных миксеров. Каждый из них имеет свою уникальную геометрию и характеристики смешения. Затем ученые последовательно объединили их в одну систему, которая получила название «гибридного» микромиксера.

Созданное учеными перемешивающее устройство состоит из шести идущих друг за другом металлических пластин с отверстиями разной формы. Подбирая разные комбинации элементов, исследователям удалось создать такой вариант микромиксера, который позволяет добиться практически 100%-го смешения двух жидкостей с небольшой вязкостью и 90%-го для смесей с большим значением этой величины.

«Микромиксеры находят применение в медицинских, химических и биологических исследованиях. Мы создали «гибридный» микромиксер и сравнили его с другими перемешивающими устройствами с точки зрения эффективности смешения. Выяснилось, что разработанное нами устройство можно использовать в широком спектре биологических исследований. Так как предлагаемый микромиксер содержит различные элементы конструкции, которые приводят к комбинации методов смешивания, он обеспечивает высокую эффективность процесса и призван заменить существующие на рынке модели пассивных микромиксеров», – говорит один из авторов работы, научный сотрудник лаборатории нанотераностики Первого МГМУ имени И.М. Сеченова и Института биомедицинских материалов и приборов Университета технологий Сиднея Маджид Варкиани.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.