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

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemelerden güneş enerjisi ile çalışan bir yel değirmeni düzeneği tasarlayarak enerji dönüşümünü gözlemleyeceğiz.

Fizik

Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü ve Zürih Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı, aşırı derecede düşük sıcaklıklara soğutulduğunda bile suyun donmasını engelleyen bir yöntem geliştirdi. 

Fizik

Nano ölçekteki malzemelerin özelliklerinin anlaşılması için gerçekleştirdiği uluslararası düzeyde üstün nitelikli çalışmalarıyla 2018 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’ne layık görülen Doç. Dr. Hasan Şahin ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Gözümüz karanlık veya aydınlık ortamlarda, nesnelerin çok uzakta ya da çok yakında olduğu durumlarda net görüntüler oluşturabiliyor. Etkileyici fotoğraflar çekebilmek içinse fotoğraf makinesinde doğru ayarların yapılması gerekiyor. Gelin, görüntü oluşturma özelliğine sahip olan insan gözü ile fotoğraf makinesini karşılaştıralım.

Fizik

İletken, yüksüz iki levhanın birbirine paralel biçimde boşlukta konumlandırıldığını düşünelim. Klasik elektromanyetik kuram levhalara net bir elektriksel kuvvet etki etmeyeceğini söyler. Ancak gerçekte durum çok daha farklıdır. 

Fizik

Günümüzde sıcaklığı ölçmek hayli kolay. Peki, geçmişte insanlar sıcaklığı nasıl tanımlamıştı ve sıcaklığı nasıl ölçmüşlerdi? Gelin, termometrenin tarihî yolculuğuna birlikte göz atalım.

Fizik

Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde, nişasta ve su kullanarak hazırladığımız oobleck ile üzerine kuvvet uygulandığında akışkanlığı değişen yani bazen sıvı bazen de katı gibi davranan maddelerin özelliklerini inceliyoruz.

Fizik

Bir önceki yazımızda kuantum bilgisayarlardan bahsetmiştik. Bu yazımızda ise kuatum bilgisayarlarda bilginin kodlandığı ve işlendiği temel birimler olan kübitlere değineceğiz.

Fizik

Yüzeylerine gelen güneş ışığını elektrik enerjisine dönüştüren düzeneklere güneş gözesi adı verilir. Işık enerjisini elektrik enerjisine, elektrik enerjisini de hareket enerjisine dönüştüreceğimiz bir etkinlik ile güneş gözelerinin verimliliğini ölçmeye çalışacağız.

Fizik

Bilim Genç Fotoğraflar köşesinde şubat ayında objektiflerinizi etrafınızda gerçekleşen değişime ve çevrenizdeki harekete odaklamanızı istemiştik. Oylamalar sonucunda şubat ayının en beğenilen fotoğrafı Ahmet Utkan Ünal’a ait "An"ı Durdurmak oldu.