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

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde yüzey gerilimi etkisiyle yüzen kâğıttan bir balık tasarlıyoruz.

Fizik

Fosil yakıtların alternatifi olabilecek yenilenebilir enerji kaynaklarının bulunmasına ve yaygınlaştırılmasına yönelik çabalar gün geçtikçe artıyor.

Fizik

Genel görelilik kuramı geliştirildiğinden beri pek çok testten başarıyla geçti. Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlanan bir makalede araştırmacılar, genel görelilik kuramının tahminleriyle uyumlu sonuçlar elde etti.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde yoğunluk ve basınç kavramlarından yararlanarak kendi kartezyen dalgıcımızı tasarlıyoruz.

Fizik

Metalik mavi renkli kelebekler, yanardöner renkli meyveler, altın rengi kabuğa sahip böcekler... Peki, bu renklerin hiçbirinin kaynağının boyalar ya da pigmentler olmadığını biliyor muydunuz? Öyleyse bu ışıl ışıl parıldayan renkler nasıl ortaya çıkıyor?

Fizik

ABD’de uzunluk ölçüsü olarak metre yerine yard, feet ve inç; kütle ölçüsü olarak kilogram yerine pound ve ons gibi metrik olmayan ölçü birimlerinin kullanılması dikkatinizi çekmiştir. Peki, ABD’de bu ölçü birimlerinin kullanılmasında Karayip korsanlarının da payı olduğunu biliyor muydunuz?

Fizik

Elektrik ve nükleer enerji santrallerinde soğutma amacıyla kullanılan suların büyük kısmı buharlaşarak atmosfere karışır. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde çalışan bir grup araştırmacı bu kayıp suları geri kazanmak için yeni bir yöntem geliştirdi.

Fizik

Baryon grubu parçacıklar üç kuarktan oluşur. Uluslararası bir araştırma grubu, di-Omega olarak adlandırılan bir parçacığın doğada var olabileceğini ileri sürdü. Baryon türü iki omega parçacığının bir araya gelmesiyle oluşan di-Omegaların Avrupa ve Japonya’daki parçacık hızlandırıcılarda üretilebileceği düşünülüyor.

Fizik

Farklı düğüm yapılarının dayanıklılıkları üzerine pek çok araştırma yapıldıysa da bir düğümün nasıl olup da kendi kendine açıldığına dair bir çalışma yapılmamıştı. Ta ki bir akademisyen küçük kızının ayakkabı bağcıklarının neden sürekli çözüldüğünü merak edene kadar. Bunun üzerine iki öğrencisiyle birlikte koşu sırasında ayakkabı bağcığının ne gibi etkilere maruz kaldığını yakından gözlemledi.

Fizik

Hem bilimsel çalışmalar hem de günlük hayattaki pek çok etkinlik için kendi içinde tutarlı ölçüm birimlerine ihtiyaç vardır. Günümüzde bu amaçla yaygın şekilde kısaca SI olarak adlandırılan Uluslararası Birim Sistemi (Système international d’unités) kullanılsa da henüz arzu edilen düzeye erişilebilmiş değil.