?
Теоретическое и экспериментальные исследования течения жидкостей в микрофлюидных устройствах
В настоящее время активно развивается направление разработки и соз- дания портативных устройств экспресс-анализа биологических проб для биомедицинской диагностики и экологического мониторинга. Во многих из них используются разнообразные микрофлюидные устройства и тех- нологии, обеспечивающие возможность уникальных исследований, в том числе на уровне единичных клеток и молекул. Разработка и создание микрофлюидных устройств является достаточно сложной задачей, требующей фундаментальных знаний физики, гидро- динамики, материаловедения, физикохимии поверхности, микро- и на- нотехнологий и полупроводниковой техники. В теоретических разделах настоящего учебного пособия рассматриваются основные уравнения ги- дродинамики, обсуждаются условия их применения для численного и при- ближенного расчета характеристик ламинарного течения жидкости, кон- векции и диффузии в микроканалах при анализе транспортных явлений в микрофлюидных устройствах. В начале технологического раздела при- ведено описание технологии «мягкой» литографии. Отдельная глава по- священа применению нанотехнологий, позволяющих формировать функ- циональные наноразмерные структуры в микрофлюидных устройствах с целью манипуляций и анализа отдельных клеток или биомолекул. В пособии рассматриваются современные подходы к численному моде- лированию процессов транспорта жидкостей в каналах микрофлюидных устройств, а также продемонстрированы методы применения теоретиче- ских знаний для решения практических задач в рамках выполнения ла- бораторных работ. Важной особенностью представленных лабораторных работ является описание способов и подходов к изготовлению микрофлю- идных устройств методами «мягкой» литографии и проведению экспери- ментальных исследований в них. Представленное пособие является методическим материалом, пред- назначенным для бакалавров старших курсов и магистров, проходящих обучение по таким направлениям и профилям, как: «Физика и нанобио- технологии» (направление 03.03.01 «Прикладная физика и математика»), «Нанобиотехнологии» (направление 03.04.02 «Физика»), «Нанобиомате- риалы и нанобиотехнологии» (направление 04.05.01 «Фундаментальная и прикладная химия») и др.
