南京理工大学研究出微流体数字化技术

由南京理工大学章维一教授与侯丽雅教授研究的微流体数字化技术，突破了目前国际上只有信息、能量和固体运动两个领域实现数字化传输的限制，让物质传输数字化成为可能。日前，该技术通过了包括中国科学院院士温诗铸在内的专家组鉴定。
据章维一介绍，人们通常认为微流体系统是外形微小的流体系统，如用于化学分析的微流控芯片。而他们则将研究重点转向外形适中但内在特性要求高的微流体系统，例如给细胞打针。他说，给细胞打针这类注射，不仅剂量小，分辨率要求高，注射技巧难度也很大。我国目前多是用手动控制，这样无论是分辨率还是剂量都很难控制。在国外，细胞内注射虽然能实现极小剂量的注射，但液体的驱动力是机器提供的，只是实现了机械化，谈不上计算机控制的自动化和数字化。而该项技术率先在无微动力、无微电路的条件下，实现了流体的数字化。利用这项技术研制的细胞注射用数字化量可控注射仪，在国际上率先使液滴量的分辨率达到了飞升级（１０－１５升）。
在鉴定会上专家看到，在一种既无动件又无嵌入式微电路的数字化微流体器件样机里，一些直径仅为１０微米的金粉，从一根直径仅有１００微米的微管里喷出时，能够控制到均匀喷出２～３粒；调整系统的频率和幅值，喷出的微粒数量和速度都不同。专家表示，和国外刚开始的数字化微流路技术仅适合微注射这一类液量极小的作业相比，章维一等人的技术在国际上首创性地用到了粉体，使用的范围更加广泛，是能够带动一批相关技术协同发展的重要成果。
专家认为，这是一项国际自动化领域的原始创新技术，达到了国际先进水平。在国际上首次揭示了惯性力在微流体系统中仍然起作用的现象；提出了交替惯性力、粘性力来驱动和扰动微流体的原创性方法；实现了在微管道和微喷射流中的数字化流动；率先实现了既不需可动件又不需嵌入式微电路的数字微流体器件。专家指出，这项技术对微流体系统的研究和技术进步具有重要意义。
据了解，该技术不仅适用于液体、同样适用于粉体，并对液体、材料没有特殊限制。除了能应用在细胞、基因研制外，同样适合传热工程交换、液体分离、化纤喷丝等流程作业。在ＤＮＡ点样仪、微胶囊、微电子的散热、纳米粉体制备等方面都有广阔的应用前景。 据悉，该项研究先后受到国家“８６３”计划、江苏省技术计划、自然科学基金的资助。