![](/images/research_images/phase_separation.png)
W ostatnich latach dużym zainteresowaniem cieszą się metody zmniejszające laboratorium chemiczne do wielkości porównywalnej z pojedynczym układem scalonym. Takie miniaturowe urządzienia zwane “Lab-on-a-chip” są bardziej atrakcyjne w np. analizie hybrydyzacyjnej DNA od klasycznej probówki. Technologia takich urządzeń wymaga jednak głębokiego zrozumienia zachodzących tam procesów fizycznych. Ponadto techniki poruszania czy mieszania cieczy na tak małej skali są całkiem inne i wymagają nowego podejscia.
Efficient mixing, one of the most crucial
elements for a fluidic lab-on-a-chip, turns out to pose a
severe technological problem. Microfluidics is governed
by low Reynolds numbers, measuring the ratio of inertial to
viscous forces in a fluid. In a microfluidic system viscous
forces are by far the dominant ones, leading to strictly
laminar flow. Instabilities and turbulence, being respon-
sible for mixing of macroscopic volumes, are hence ruled
out. Even stirring in the low Reynolds number regime does
not necessarily imply mixing [2], but only folding of
material lines. Thus, diffusion appears to be the only
feasible way to achieve mixing in a microfluidic system.
On the other hand, especially for large molecules like DNA
fragments or oligonukleotides, diffusion is a very slow
process, even for small sample volumes.aa
![chiral](/images/research_images/chiral.png)
Molekuły chiralne to takie, które są nienakładalne ze swoimi odbiciami lustrzanymi. Ich własności fizyczne są takie same. Rozdzielenie mieszaniny enancjomerów (racematu), wymaga chemicznej reakcji z inna chiralną molekułą. W tych badaniach eksplorujemy możliwości zastąpienia reakcji chemicznej wymuszonym chiralnym przepływem cieczy. (więcej w wersji angielskiej)
W ostatnich latach dużym zainteresowaniem cieszą się metody zmniejszające laboratorium chemiczne do wielkości porównywalnej z pojedynczym układem scalonym. Takie miniaturowe urządzienia zwane “Lab-on-a-chip” są bardziej atrakcyjne w np. analizie hybrydyzacyjnej DNA od klasycznej probówki. Technologia takich urządzeń wymaga jednak głębokiego zrozumienia zachodzących tam procesów fizycznych. Ponadto techniki poruszania czy mieszania cieczy na tak małej skali są całkiem inne i wymagają nowego podejscia.
Metoda siatkowa Boltzmana pozwala na rozwiązywanie równań dynamiki cieczy prosty i złożonych. W połączeniu z technologią GPU jest możliwe przyśpieszenie tych obliczeń do poziomu możliwego dotychczas wyłącznie na największych superkomputerach (więcej w wersji angielskiej)
![](/images/research_images/ca.png)
Mieszanie mleka w filiżance kawy jest dość znanym i trywialnym procesem. Liczba Reynoldsa w takim przypadku wynosi kilka tysięcy i przepływ kawy jest turbulentny co sprzyja jej wymieszaniu. W przypadku mikrofluidyki liczba Reynoldsa jest mała (jeden lub nawet mniej) i przepływy są raczej laminarne. Okazuje się jednak, że laminarne przepływy w obrazie Eulerowskim nie wykluczają chaotycznych trajektorii cząstek. Zjawisko to zwane jest Chaotyczną Adwekcją. W tych badaniach pokazaliśmy jak można zastosować to zjawisko w mikrofluidyce.
(więcej w wersji angielskiej)