TTÜ teadlased leiutasid ainulaadse mikrotilkade tekitamise tehnoloogia

Mikrotilkade tekitamise kontseptsioon

FOTO: TTÜ

Tallinna Tehnikaülikooli (TTÜ) teadlased mõtlesid välja maailmas ainulaadse mikrotilkade tekitamise tehnoloogia, mis sobib kaasakantavate automaatsete analüüsiseadmete jaoks eri valdkondades alates sisejulgeolekust kuni keskkonnaseire ja kosmoseuuringuteni.

Keemiatehnika valdkonda kuuluv leiutis tekitab mis tahes vedelikust mikrotilku fluidic-mikrokiibile, et nende koostist ja omadusi analüüsida. Leiutise eesmärgiks on minimeerida ekstraktitilkade tekitaja gabariite ning parandada eri suurusega tilkade juhtimist fluidic-mikrokiibile, sest seniseid tehnoloogiaid ei saanud mobiilsetes analüüsiseadmetes kasutada kohmakuse ja suure elementide hulga tõttu.

Leiutis lubab praeguste, kohvrisuuruste analüsaatorite mõõtmed viia peopesale mahtuva mobiiltelefoni suuruseks.

Katseseadme üldvaade

FOTO: TTÜ

Tehnoloogia töötasid välja TTÜ keemiainstituudi direktor professor Mihkel Kaljurand ning sama instituudi analüütilise keemia õppetooli dotsent Maria Kuhtinskaja, vanemteadur Merike Vaher ja teadur Jelena Gorbatšova.

Professor Mihkel Kaljuranna sõnul kuulub TTÜ matemaatika-loodusteaduskonna keemiainstituudis väljatöötatud leiutis mikrofluidika valdkonda, mis tähendab miniatuursete kemikaalitilkade liikumise programmeerimist.

«Sisuliselt on tegemist mikroprotsessori «keemilise» analoogiga,» rääkis Kaljurand. «Nii nagu mikroprotsessorid tõid kaasa infotehnoloogia arengu uue taseme, nii loodetakse, et ka analoogne areng kemikaalide käitlemises toob kaasa kvaliteedihüppe bioloogilistes ja keemilistes eksperimentides.»

Mikrofluidika katsetes ja rakendustes on seni paigutatud kemikaalide tilku analüüsiplatvormile käsitsi, mis võib olla vastuvõetav teaduslaboris, kuid ei sobi praktilistesse rakendustesse või automaatselt töötavate seadmete jaoks.

 TTÜ teadlaste leiutises pumpab arvutiga programmeeritav mikropump vedeliku läbi sobivate mõõtmetega kapillaartoru, mille otsa moodustub vajaliku suurusega tilk. Elektrivälja abil saab vedelikutilga analüüsimiseks toimetada mikrofluidika platvormile, mis loob võimaluse miniatuursete ja kaasaskantavate automaatanalüsaatorite ehitamiseks.

Mikrotilga tekitamine katseseadme kapillaaris

FOTO: TTÜ

Professor Mihkel Kaljuranna hinnangul töötati TTÜ keemiainstituudis välja prototüüp nutisensori jaoks, millel on rakendusi alates sisejulgeoleku valdkonnast kuni keskkonnaseireni.

«Meie demonstreerisime oma ideed pinnaseekstraktide analüüsil bioloogilise reostuse leidmiseks, kuid leiutis on kasutatav mis tahes autonoomsete, automaatsete ja miniatuursete analüsaatorite loomisel, selgitas ta. «Näiteks saaks mikrofluidikal baseeruva analüsaatori saata Marsile pinnast analüüsima, kus vedelikutilkade genereerimine peab olema täielikult automaatne ja programmeeritav.

Uudse seadme prototüüp valmib TTÜ keemiainstituudis sügiseks. Praegu ei ole veel teada leiutise kommertskasutusse jõudmine, kuna tehnoloogia vajab edasist arendustööd ja rakendusuuringuid. Nende korraldamiseks on saadud toetust Euroopa Liidu Kosmoseagentuurist, kuid taotletakse ka lisarahastust sisejulgeoleku ja militaaruuringute programmidest.

«Tilkade programmeerimine on väga uus asi ja seni on kõik olnud teaduspublikatsioonide tasemel,» ütles keemiainstituudi direktor. «Teadaolevalt kaks USA väikefirmat sarnast tilkade programmeerimise tehnoloogiat kasutavad, kuid ka nemad alles otsivad investoreid ja demonstreerivad meetodi võimalusi. Kommertsseadmeid pakub vaid üks firma, kuid tilkade paigutamine platvormile käib seal käsitsi, mis ei ole hea lahendus kaasaskantavate analüsaatorite tarbeks.»

Patendiamet registreeris leiutise kasuliku mudelina.

Populaarne

Tagasi üles