Ultralyd kan anvendes til håndtering af biopartikler og væsker i lab-on-a-chip systemer til biokemiske og medicinske processer. Henrik Bruus fortæller om, hvorledes nye fysiske fænomener opstår, når ultralydsteknik kombineres med termiske gradienter.
De seneste år har ultralyd vist sig som en overraskende alsidig, hurtig, billig og enkel metode til håndtering og styring af både biopartikler og væsker i lab-on-a-chip systemer til biokemiske og medicinske processer.
Nye fysiske fænomener viser sig, når ultralyd anvendes samtidigt med, at termiske gradienter er påtrykt ved hjælp af lyskilder eller ved elektrisk opvarmning. Henrik Bruus’ forskningsgruppe Theoretical Microfluidics Group ved DTUFysik har ydet væsentlige bidrag til dette interdisciplinære felt mellem fysik og biologi.
Gruppen har bl.a. formuleret teorien for de nyopdagede akustiske volumenkræfter og termoakustiske mikrostrømninger. Grundlaget for denne udvikling er forståelsen af, hvorledes en termisk gradientgennem temperaturafhængigheden af en væskes kompressibilitet og densitet i et lab-on-a-chip system ændrer de stående ultralydsbølger, som kan induceres i systemets væskekanal, når det aktueres i resonanstilstande ved hjælp af en piezoelektrisk transducer. Disse termoakustiske effekter i væsken resulterer i relativt store kræfter på væsken og på de biologiske celler som måtte være i væsken. Dette er interessant både ud fra et videnskabeligt synspunkt og med henblik på bioteknologiske anvendelser inden for kontrolleret håndtering af biopartikler og -væsker.
Henrik Bruus, Professor of theoretical physics DTU introducerer feltet termoakustofluidik og fortæller om nogle af dets spændende teknologisk og grundfysiske aspekter.
