Componentes del sistema de mezcla (escalado). Todas las medidas están en mm. Crédito:Majid Warkiani
Un equipo internacional de científicos que incluye a un empleado de I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (MSMU) ha desarrollado un dispositivo para mezclar alimentos de reacción química y biológica. El equipo logró aumentar la eficiencia de mezcla hasta en un 90 por ciento. El nuevo dispositivo se utilizará en experimentos biológicos y químicos. El artículo fue publicado en Avances RSC diario.
Los pequeños dispositivos de mezcla se utilizan en la investigación biológica y química en el curso de los experimentos. Por ejemplo, en biología, tales mezcladores se utilizan para análisis, purificación, y síntesis de ADN, así como para la entrega de medicamentos. En química son necesarios para realizar reacciones.
Hay dos tipos de dispositivos de mezcla:activos y pasivos. En el primer grupo, el principio de funcionamiento se basa en el uso de fuerzas externas, como campos magnéticos, calor, fluctuaciones acústicas, etcétera, que aceleran el proceso de mezcla. Sin embargo, debido a la construcción complicada, tienen una fiabilidad y una vida útil reducidas. Por lo tanto, el segundo tipo de dispositivo de mezcla, usando solo la energía del movimiento del flujo, se considera más prospectivo. Los mezcladores pasivos crean un flujo turbulento, el flujo de líquido que hace que intercambie sustancia entre sus capas. La eficiencia de este método depende directamente de la geometría de un mezclador. Como una regla, consiste en una o varias placas de metal colocadas una tras otra en un pequeño tubo. Cada placa tiene un número considerable de agujeros de diferentes formas y tamaños. Dirigen los flujos de líquido y aseguran su mezcla eficiente.
Un equipo de científicos de Irán, Australia y Rusia utilizaron modelos matemáticos existentes de mezcla de líquidos y desarrollaron cinco variantes de mezcladores pasivos. Cada uno tiene su propia geometría y características de mezcla únicas. Después, los científicos los combinaron en un micro mezclador híbrido.
El nuevo dispositivo de mezcla consta de seis placas de metal consecuentes con orificios de diferentes formas. Al cambiar las combinaciones de elementos, los investigadores crearon un micro-mezclador que asegura casi el 100 por ciento de la mezcla de dos líquidos con baja viscosidad y el 90 por ciento con alta viscosidad.
"Los micro-mezcladores se pueden utilizar en medicina, químico, e investigación biológica. Hemos creado un micro-mezclador híbrido y lo comparamos con otros dispositivos de mezcla mediante la eficiencia de mezcla. Nuestro dispositivo resultó ser aplicable a una amplia gama de estudios biológicos. El micro mezclador sugerido tiene diferentes elementos de construcción que nos ayudaron a combinar los métodos de mezcla. Asegura una alta eficiencia de proceso y está diseñado para reemplazar los modelos existentes de micromezcladoras pasivas, "dijo Majid Warkiani, coautor del trabajo e investigador asociado del laboratorio de nanoteranósticos de la MSMU y del Instituto de Materiales y Dispositivos Biomédicos, Universidad de Tecnología de Sydney.