Une puce microfluidique pour le diagnostic médical. © FMNLab, Wikimedia Commons
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Microfluidique

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La microfluidique est l'étude et la mise en œuvre des écoulements à petite échelle dans des réseaux de microcanaux de quelques micromètres de diamètre. Cette technologie permet la fabrication de dispositifs manipulant de très petites quantités de liquides, et trouve un grand nombre d'applications. Elle permet de réaliser des sortes de « microprocesseurs » pour la biologie qui remplacent de coûteux instruments encombrants et qui nécessitent moins de matière.

Propriétés de la microfluidique

Contrairement à un objet macroscopique, où le volume a une plus grande importante que la surface, les effets de surface prédominent dans les microcapillaires, ce qui modifie les propriétés des écoulements.

Voici quelles sont ces propriétés : la laminarité, les instabilités d'écoulement sont supprimés ; la capillarité, les fluides sont assujettis aux forces capillaires comme la sève dans un arbre ; la mouillabilité, l'écoulement dépend du caractère hydrophobe ou hydrophile de la surface ; les échanges thermiques, le chauffage et le refroidissement sont quasi instantanés ; et enfin, les effets électrocinétiques (le champ de vitesse dans le fluide est en tous points identiques).

Les applications de la microfluidique

  • laboratoire sur puce : reproduction « d'organes miniatures » (par exemple, pour tester des médicaments) ;
  • puce pour génotypage : détection de virus ou identification de protéines ;
  • diagnostic médical à partir d'une goutte de sang ou d'urine (test de grossesse, virus...) ;
  • micropompes pour injection de produits dans le corps (cancer, diabète...) ;
  • informatique : papier électronique, tête d'imprimante à jet d'encre ;
  • cosmétique : insertion d'ingrédients actifs dans des microgoutelettes encapsulées ;
  • agroalimentaire (ex : détection rapide de contamination sur une chaîne de production) ;
  • énergie : désalinisation, procédés d'extraction ;
  • environnement : purification de l’eau, conversion du CO2, décontamination.

La microfluidique est aussi très utile dans la recherche fondamentale en physique, chimie, biologique.

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