استفاده از فناوری آزمایشگاه روی تراشه برای انجام تست‌های زیست‌محیطی

گروه تحقیقاتی به رهبری پروفسور آلاستایر لوئیس از مرکز ملی علوم
اتمسفری در حال انجام مطالعات اولیه برای ارزیابی امکان‌پذیری توسعه یک
ابزار بررسی زیست‌محیطی قابل حمل مبتنی بر میکروسیالات هستند. در روش
امروزی بررسی کیفیت هوا، نمونه‌های هوا از نقاط مختلف جمع‌آوری شده و
سپس به آزمایشگاه منتقل می‌شوند تا با استفاده از دستگاه‌های بزرگ و
گران کروماتوگرافی گازی، مورد بررسی قرار گیرند. هدف تحقیق پروفسور
لوئیس توسعه یک سیستم آنالیز کوچک و قابل حمل برای بررسی و آنالیز
کیفیت هوا در محل مورد نظر می‌باشد. چنین سیستمی تأثیر بسیار زیادی بر
سرعت پاسخ به تغییرات نامطلوب در کیفیت هوا دارد.

گیلیان دیویس، مدیر منطقه‌ای در Dolomite می‌گوید: «این یک کاربرد
بسیار عالی از فناوری ماست. این کاری است که میکروسیالات به بهترین وجه
انجام می‌دهند. این فناوری امکان توسعه سیستم‌های کوچک و در عین حال
قدرتمند را ایجاد می‌کند. سیستم‌هایی که در آزمایشگاه مستقر بودند،
می‌توانند قابل حمل و حتی دستی شده و در عین حال دقیق‌تر و
تکرار‌پذیرتر شوند».

محققان این پروژه باید یک ابزار میکروسیالی با ۵/۷ متر میکروکانال در
یک قطعه شیشه به مساحت ۱۰ سانتی‌مربع ایجاد می‌کردند. این یکی از
بزرگ‌ترین ابزارها و طولانی‌ترین کانال‌هایی است که تاکنون در Dolomite
توسعه یافته است. فرایندهای ساختی که برای تولید این ابزار
میکروسیالاتی مورد استفاده قرار گرفتند، شباهت‌هایی به فرایندهای مورد
استفاده در صنعت الکترونیک دارد. به عنوان مثال، کانال‌هایی که
میکروسیال از طریق آنها جریان یافته و برهمکنش می‌کند، با استفاده از
فرایندهای لیتوگرافی نوری مشابهی روی موادی همچون شیشه یا پلیمر حک
می‌شوند. سپس لایه‌های الگودهی شده به دقت مرتب شده و به هم جوش
می‌خورند و سوراخ‌های میکروسکوپی روی آنها برای ورود و خروج مواد
شیمیایی یا گاز ایجاد می‌شود.

گیلیان دیویس می‌گوید: «چالش اصلی این پروژه جوش دادن صفحات بزرگ حکاکی
شده شیشه به هم بود. مرتب کردن لایه‌ها به نحوی که میکروکانال‌های
ایجاد شده دقیقاً باهم منطبق شوند، تجربه بسیار زیادی نیاز دارد».

حال مرکز Dolomite به عنوان مرکز جهانی میکروسیالات به شمار می‌رود، به
نحوی که در سال ۲۰۰۵ کمک‌هزینه‌ای ۲ میلیون پوندی از مرکز تولید میکرو
و نانو (MNT) متعلق به وزارت بازرگانی و صنعت انگلیس دریافت نمود.