عند الحديث عن علم الموائع الدقيقة يجب أولا أن نُدرِك أن تكنولوجيا الطباعة قد تقدمت كثيراً، فنجد الطابعة السريعة التي تُخرج الأوراق المطلوبة بشكل أنيق وكتابة واضحة.
طابعة الحبر النفاث
يتم التحكم بالحبر السائل في الطابعة دون أن يتناثر على الورقة ويُسمى هذا النوع من الطابعات بـ طابعة الحبر النفاث، وتعتمد فكرة عمل هذا النوع على تسخين جزء من مستودع الحبر إلى درجة تصل إلى 300 درجة مئوية.
مما يُحدث فقاعات بخار داخل مستودع الحبر، ويتم دفع قطرات الحبر إلى الخارج عبر فتحات دقيقة تخرج منها قطرات الحبر في نفس اللحظة.
بمجرد ملامسة قطرات الحبر الورقة تجف مباشرة، وتعتبر الطابعة أحد تطبيقات علم الموائع الدقيقة Microfluidics؛ وهو العلم الذي يختص بسلوك الضبط الدقيق ومعالجة الموائع المقيدة هندسياً بالأحجام الصغيرة، وغالبا ما تكون في نطاق المليمترات الفرعية.
ما هي الموائع؟
هي المواد القادرة على الانسياب لتأخذ شكل الإناء الذي تحتويه. فالموائع اسم شامل للسوائل والغازات والهيولات وأحياناً الأصلاب اللدنة.
ما يُميز الموائع الدقيقة عن الموائع الكبيرة؟
يختلف سلوك الموائع الدقيقة عن سلوك الموائع الكبيرة الحجم في بعض العوامل والتي منها؛
- التوتر السطحي.
- تبديد الطاقة.
- نقطة بداية المقاومة الموائعية لتحديد النظام.
كما تهتم الموائع الدقيقة بدراسة كيفية تغيير هذه السلوكيات وكيفية عمل تلك السلوكيات أو كيفية الاستفادة منها في تطبيقات جديدة.
مجالات علم الموائع الدقيقة
يُعد علم الموائع الدقيقة مجالاً متعدد التخصصات؛ حيث يتقاطع علم الموائع الدقيقة مع الكثير من العلوم ومنها؛ الفيزياء والكيمياء والهندسة والتقانة الدقيقة والتقانة الحيوية أيضاً.
متى بدأ الإنسان باستخدام علم الموائع الدقيقة
نشأ علم الموائع الدقيقة في بداية الثمانينيات من القرن ال20 وله استخدامات كثيرة حيث يدخل في العديد من المجالات ومنها؛
- المجال الصناعي: فهو يدخل في التحكم بكمية الحبر النفاث في الطابعة، وأيضاً الأنظمة الدقيقة لمعالجة نزع المياه عن الرقاقات، ومضخات الموائع، وصمامات الغاز.
- المجال التقني الحيوي: فله دخول جديد وثوري في إجراءات علم الأحياء الجزيئي، وخاصة في المخابر كطريقة لتحليل الحمض الريبوزي DNA وأيضاً في فحوص الجلوكوز واللاكتيك.
- المجال الطبي: يدخل في تطبيقات الرقاقات الحيوية حديثة النشأة في علم الأمراض السريرية، وخاصة تشخيص الأمراض لحظة الرعاية، وفصل السموم في الدم عن الماء إن حدث تسمم.
فهذا العلم له تطبيقات كثيرة، ويدخل في الكثير من أمور حياتنا.