3307665438

408 Stanisław Drobniak, Tomasz A. Kowalewski

półprzewodnikowego w    elektronice. Projektowanie    mikrosystemów

przepływowych wymaga współdziałania wiedzy związanej z mechaniką, fizyką i chemią, pokonywania zupełnie innej klasy trudności, związanych z opisem decydujących o ich funkcjonowaniu zjawisk, niż te które napotykamy w makroskali np. przy konstruowaniu samolotu.

Badania mikroprzeplywowe obejmują zjawiska, w których znaczącą rolę odgry wa efekt skali, wymagający nowych modeli teoretycznych, numerycznych i metod eksperymentalnych.    Prawdopodobnie pierwszym badaczem skal

mikroprzeplywowych byl angielski botanik Robert Brown, który już w 1987 roku używając prymitywnego jak na dzisiejsze czasy mikroskopu zaobserwował tajemnicze ruchy zawieszonych w wodzie pyłków kwiatowych. Te osobliwe ruchy, zwane obecnie ruchami Browna, znalazły po kilkunastu latach swoją interpretację wskazującą na istotny wpływ molekularnej struktury płynu na dynamikę zjawisk obserwowanych w skali makro. Po upływie stu lat, w końcu ubiegłego wieku mikroprzepływy stały się na świecie dynamicznie rozwijającą się dyscypliną, stymulowaną rosnącymi potrzebami biologii molekularnej, medycyny, chemii i mechaniki. W niemal każdym światowym ośrodku naukowym zajmującym się mechaniką płynów znajdziemy grupę „Microfluidics’' a hasło micro- nanofluids można już znaleźć na ponad 400 tys. stron internetowych.

Przyjmuje się, że teoretyczny opis zjawisk przepływowych w małych skalach można opierać na klasycznej mechanice płynów jedynie dla wymiarów powyżej 100 nanometrów (10‘⁹ m). Gdy rozpatrujemy zjawiska w skalach mikrometrów przepływy' nadal poddają się klasycznemu ciągłemu opisowi mechaniki płynów, rozszerzonemu jedynie o efekty elektrodynamiczne, chemiczne i powierzchniowa. Jednak na poziomie komórkowym, w oddziaływaniach ze strukturami o wymiarach rzędu nanometrów wkraczamy w skale, gdzie opis mechaniczny wymaga analiz oddziaływań na poziomie molekularnym. Dopiero na ich podstawie można poszukiwać uproszczonych modeli mechanicznych i w związku z tym do analizy zjawisk przepływowych w mikro i nanoskali stało się konieczne zaadoptowanie technik numerycznych rozwijanych wcześniej dla gazów rozrzedzonych.

Dziedziny w których operuje obecnie tematyka mikroprzepływowa to przede wszystkim rozwijanie systemów do analizy i syntezy związków chemicznych w