Componentes do sistema de mistura (em escala). Todas as medidas estão em mm. Crédito:Majid Warkiani
Uma equipe internacional de cientistas, incluindo um funcionário da I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (MSMU), desenvolveu um dispositivo para misturar alimentos de reação química e biológica. A equipe conseguiu aumentar a eficiência da mistura em até 90 por cento. O novo dispositivo será usado em experimentos biológicos e químicos. O artigo foi publicado no RSC Advances Diário.
Pequenos dispositivos de mistura são usados em pesquisas biológicas e químicas durante os experimentos. Por exemplo, em biologia, tais misturadores são usados para análise, purificação, e síntese de DNA, bem como para a entrega de medicamentos. Em química, eles são necessários para a realização de reações.
Existem dois tipos de dispositivos de mixagem - ativos e passivos. No primeiro grupo, o princípio de operação é baseado no uso de forças externas, como campos magnéticos, aquecer, flutuações acústicas, e assim por diante, que aceleram o processo de mistura. Contudo, devido à construção complicada, eles reduziram a confiabilidade e a vida útil. Portanto, o segundo tipo de dispositivo de mistura, usando apenas a energia do movimento de fluxo, é considerado mais prospectivo. Os misturadores passivos criam um fluxo turbulento - o fluxo de líquido que faz com que ele troque substância entre suas camadas. A eficiência deste método depende diretamente da geometria do misturador. Como uma regra, consiste em uma ou várias placas de metal colocadas uma após a outra em um pequeno tubo. Cada placa possui um número considerável de orifícios de diferentes formas e tamanhos. Eles direcionam os fluxos de líquido e garantem sua mistura eficiente.
Uma equipe de cientistas do Irã, Austrália e Rússia usaram modelos matemáticos existentes de mistura de líquidos e desenvolveram cinco variantes de misturadores passivos. Cada um tem sua própria geometria e características de mistura exclusivas. Depois disso, os cientistas os combinaram em um micro-misturador híbrido.
O novo dispositivo de mistura consiste em seis placas de metal consequentes com orifícios de diferentes formatos. Alterando as combinações de elementos, os pesquisadores criaram um micro-misturador que garante quase 100 por cento da mistura de dois líquidos com baixa viscosidade e 90 por cento com alta viscosidade.
"Micro-misturadores podem ser usados na área médica, químico, e pesquisa biológica. Criamos um micro-misturador híbrido e o comparamos com outros dispositivos de mistura pela eficiência da mistura. Nosso dispositivo acabou sendo aplicável a uma ampla gama de estudos biológicos. O micro-misturador sugerido possui diferentes elementos de construção que nos ajudaram a combinar os métodos de mistura. Ele garante alta eficiência de processo e é projetado para substituir os modelos existentes de micro-misturadores passivos, "disse Majid Warkiani, co-autor do trabalho e pesquisador associado do laboratório de nanoteranóstico da MSMU e do Instituto de Materiais e Dispositivos Biomédicos, University of Technology Sydney.