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Mikrofluidik durch optische Bildgebung

Die in der FLUIDICAM verwendeten Mikrofluidikprinzipien ermöglichen schnelle und präzise Viskositätsmessungen bei hohen Schergeschwindigkeiten.  Das Gerät arbeitet als Strömungskomparator. Die Messung basiert auf einem Vergleich des Volumenstroms zwischen einer Probe und einer Referenzlösung.

Hauptvorteile

  • Präzise Messungen (auch bei niedrigen Viskositäten) 
  • Hohe Schergeschwindigkeiten (über 105 s-1
  • Kleines Probenvolumen (weniger als 0,5 ml) 

Funktionsprinzip

Zwei Flüssigkeiten, die durch einen Y-förmigen Mikrofluidikchip zusammengeschoben werden, fließen laminar. Die Grenzfläche zwischen der Probe und einer Referenzlösung kann beobachtet werden. Eine hochauflösende Kamera erkennt den Kontrastunterschied (oder die Oberflächenspannungsdifferenz) zwischen der Probe und der Referenzflüssigkeit und identifiziert so die Lage der Grenzfläche. Je nach Viskosität der Probe, den Volumenströmen und den Chipabmessungen ändert sich das von jeder Flüssigkeit eingenommene Volumen. Somit basieren die Messungen also auf einem einfachen Zusammenhang zwischen Volumenströmen (von der Software eingestellt), der Viskosität der Referenzlösung (bekannt) und der Position der von der Kamera aufgezeichneten Grenzfläche.

Kleine Durchflusszellenabmessungen tragen zu einem hohen Einschluss der strömenden Flüssigkeit bei. Somit wird nur ein kleines Probenvolumen zur Viskositätsbestimmung benötigt und hohe Schergeschwindigkeiten sind leicht erreichbar. Da die Messflüssigkeit ständig neben der Referenzflüssigkeit fließt, ist bei dieser Technologie keine Kalibrierung erforderlich, und die Messung mehrerer Proben nacheinander spart somit wesentlich mehr Zeit.