Skip to content Skip to navigation

Mikroakışkan Çip Teknolojisi: Sağlıktan Gıdaya, Her Alanda Hayatımızda

Dr. Öğr. Üyesi Ahu Arslan Yıldız
03/07/2018 - 09:59

Mikroakışkan çipler, mikrolitre ve daha küçük hacimlerdeki akışkanların mikro ölçekteki (metrenin milyonda biri) kanallar içerisinde kontrol edilmesini ve hareket ettirilmesini sağlayan sistemlerdir. Mikroakışkan çiplere makro ölçekte benzer örnek olarak hortumları veya evlerdeki su tesisatlarını verebiliriz. Mikroakışkan çipler makro ölçekteki örneklerinde olduğu gibi sıvıların akışını izlemek, denetlemek ve kontrol etmek amacıyla kullanılan ancak metrenin milyonda biri boyutta küçük çip sistemleridir.

Bu sistemlerin, minyatürize total analiz sistemleri (μTAS) veya çip-üstü laboratuvar (lab-on-a-chip/LoC) teknolojileri olarak  adlandırılan çeşitli türleri var. Mikroakışkan çip teknolojileri, günümüzde akışkanları ve içeriğindeki küçük molekülleri mikro ve nano boyutlarda, yani metrenin milyonda ve milyarda biri boyutlarda, incelememize imkân veriyor. Mikroakışkan çipler sayesinde fiziksel etkileşimleri, kimyasal tepkimeleri ve biyolojik olayları birkaç santimetrelik bir çip ile incelemek ve detaylı analiz etmek mümkün.

Farklı boyutlarda ve şekillerdeki mikroakışkan çip kanallarının SEM görüntüleri
(Biomimetics Research Group / Ahu Arslan Yıldız)
 
Çip-üstü laboratuvar teknolojileri tek bir çipte örnek hazırlama ve aynı anda çeşitli analizler yapabilmeye imkân sağladığı için özellikle hastalıkların teşhisinde ve tedavisinde sıklıkla tercih ediliyor.
 

 

 

Mikroakışkan çipte mikro damlacıkların oluşumu - İzmir Teknoloji Üniversitesi

 

Lazer Teknolojisi ile Hızlı ve Etkin Mikroakışkan Çip Üretimi

Gelişim sürecinde mikroakışkan çiplerin üretiminde çeşitli materyaller kullanıldı. İlk minyatürize total analiz cihazları, temiz odalarda silisyum ve camdan üretiliyordu. Ancak cam ve silisyumun hem çok kırılgan olması hem de üretiminin pahalı ve zor olması nedeniyle ucuz, kolay erişilebilir malzemelere ve üretim yöntemlerine ihtiyaç duyuldu. Bu amaçla çeşitli polimerler mikroakışkan çiplerin üretiminde ham madde olarak kullanılmaya başlandı.

Mikroakışkan çiplerin üretimi için lazerle kesme yöntemi kullanılıyor. Bu yöntem, lazer ışınları kullanılarak bir katının yüzeyinden atomlar koparılmasına dayanır. Lazerle kesme yöntemiyle nano ve mikro boyutta şekiller oluşturulabiliyor. Uygulamadaki kolaylığı, temiz oda ve karmaşık cihazlara gerek olmaması ve aynı zamanda üretim hızının yüksek olması sebebiyle lazerle kesme tekniği son yıllarda polimerlerden mikroakışkan çip üretimi için kullanılmaya başlandı.

Berkeley Lab

Lazerle kesme yönteminde lazerler kullanılarak katı bir malzemenin yüzeyinden atomlar koparılır. Bu yöntemle üretilen mikroakışkan kanalların uzunluğu ve genişliği lazerin gücüne ve uygulama süresine bağlı olarak değişir. Lazerle kesme yöntemi sayesinde mikroakışkan çip üretimi hızlı ve masrafsız bir şekilde gerçekleştirilebiliyor.

 

Yazar Hakkında:
Dr. Öğr. Üyesi Ahu Arslan Yıldız
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Biyomühendislik Bölümü

 

İlgili İçerikler

Fizik

Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi geliyor. Ancak güneş ışığından aldığı enerjiyi elektriğe dönüştüren geleneksel fotovoltaik gözeler sadece gündüzleri çalışıyor. Gündüzleri elde edilen enerjiyi geceleri kullanabilmek içinse başka enerji biçimlerine dönüştürüp depolamak gerekiyor.

Fizik

Fren pedalına hafif bir dokunmayla, yüklü bir kamyonun nasıl durduğunu öğrenmek ister misiniz? Sürücü tarafından fren pedalına uygulanan kuvvet, fren hidroliği tarafından balatalara iletilir. Balatalar da tekerleklerle bağlantılı fren disklerini sıkıştırarak aracın yavaşlamasını ve durmasını sağlar.

Fizik

Yarasalar ilgi çekici bir özelliğe sahip: Ses dalgalarını kullanarak tamamen karanlık bir ortamda çevrelerindeki nesnelerin yerini belirleyebiliyorlar. Görme engelli bazı insanların da bu özelliğe sahip olduğu biliniyor.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler kullanarak elektrik enerjisi elde edip enerjiyi ışık, hareket ve ses enerjisine dönüştüren bir düzenek tasarlayacağız.

Fizik

Su, elektrik enerjisi kullanılmadan bulunduğu yerden daha yükseğe nasıl taşınabilir? Arşimet bu sorunu milattan önce üçüncü yüzyılda icat ettiği Arşimet vidası ile çözmüştü. Deneyler köşesinin bu etkinliğinde, Arşimet vidası tasarlayarak suyu yukarı taşımak amacıyla kullanılabilecek bir pompa yapıyoruz.

Fizik

Bilim Genç olarak ODTÜ Saçılmalı Demet Hattı ve İVME-R’de yürütülen çalışmalarla ilgili ODTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi ve İVME-R Müdürü Prof. Dr. Bilge Demirköz ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Bundan yüzyıllar önce Dünya’nın kendi etrafında dönüp dönmediği, ayrıca Dünya’nın mı Güneş’in etrafında yoksa Güneş’in mi Dünya’nın etrafında dolandığı bilim insanları arasındaki en hararetli tartışma konularından biriydi. 

Fizik

Rice Üniversitesinde Prof. Dr. James M. Tour önderliğinde çalışmalar yapan bir grup araştırmacı, karbon içeren atıklardan grafen üretmeye imkân veren bir yöntem geliştirdi. Araştırma ile ilgili makale Nature’da yayımlandı.

Fizik

Gençleri bilim insanlarıyla bir masa etrafında buluşturan TÜBİTAK Bilim Genç Kafe 11 Şubat Uluslararası Bilimde Kadınlar ve Kız Çocukları Günü’nde Ankara, İstanbul ve Samsun’da düzenleniyor. Etkinliğin Ankara’daki konuğu 2019 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’nü kazanan Dr. Öğr. Üyesi Emine Ülkü Sarıtaş.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler ile cisimlerin nasıl elektriklendiğini gösteren bir düzenek tasarlıyoruz.