La microfluidique est la technologie de conception et de fabrication d'appareils qui peuvent canaliser les flux de fluides très petites, de l'ordre microlitre / nanolitre. Un microlitre et un nanomètre sont un millionième et un milliardième de litre, respectivement. À titre de référence, une goutte d'eau est d'environ 25 microlitres.
Les diverses propriétés intéressantes se dégagent lorsqu'il s'agit de petites quantités de liquide. Les propriétés telles que la tension de surface, qui ont tendance à ne pas d'importance lorsqu'il s'agit de volumes d'eau utilisés pour nous, commencent à dominer la dynamique à ces échelles. Le nombre de Reynolds, qui détermine la turbulence de l'écoulement, est extrêmement faible à petite échelle, ce qui signifie que le débit de fluide à peu près reste laminaire. Cela rend certains aspects de la microfluidique plus pratique et plus prévisibles, et d’autres un peu plus difficiles. Par exemple, vous ne pouvez pas compter sur la turbulence à mélanger deux flux, mais doit s'appuyer sur la diffusion seule, comme la machinerie cellulaire de l'organisme.
Les systèmes utilisant la microfluidique doivent être fabriqués de façon très précise. Le verre est un matériau commun, mais les plastiques et le silicium sont également médiums populaires. Les techniques traditionnelles de lithographie peuvent être utilisées pour construire des canaux minuscules sur la surface de dispositifs similaires à une puce d'ordinateur. Tous les liquides doivent être relativement purs et exempte de particules qui bouchent ces canaux délicats. Les systèmes microfluidiques nécessitent compétentes physiciens des fluides de conception et de test.
La microfluidique trouve des applications de la biologie et de la chimie. Puces à ADN, qui permettent biologistes exécuter simultanément des millions de tests sur une protéine ou une séquence génique, d'exploiter la microfluidique. Les machines de séparation chimique peuvent utiliser des combinaisons de centrifugeuses et des puces microfluidiques pour analyser la composition chimique d'une substance particulière. Ils peuvent être utilisés pour préparer des échantillons biologiques pour les tests. Parce que les puces microfluidiques ont des conceptions plus qui ne peuvent pas être reconfigurés, ce qui limite les applications plus ambitieuses, mais la recherche est en cours pour passer outre.
Un nouveau domaine passionnant de recherche est l'intégration de la microfluidique avec technologie des MEMS (systèmes micro-électromécaniques) de la technologie. En incluant les pompes minuscules ou des dispositifs électriques sur une puce microfluidique, il élargit considérablement le nombre d'applications. Les futurs dispositifs microfluidiques peuvent équipées avec des millions de portes minuscules qui permettent aux utilisateurs de manipuler des flux de manières complexes et utiles. Le gouvernement s'est intéressé à l'utilisation de puces microfluidiques pour tester la présence d'armes biologiques et chimiques.