Applicazioni di Microfluidica

La microfluidica studia il comportamento dei fluidi (gas e liquidi) le cui proprietà fisiche variano su scale talmente piccole che è necessario tenere conto della loro struttura microscopica [1].

I metodi e i concetti della microfluidica trovano numerosissime applicazioni nella progettazione dei microsistemi elettromeccanici (MEMS), nella sensoristica e nelle applicazioni medico-biologiche.

Un capitolo importante è costituito dai microflussi gassosi lungo canali di varie geometrie, costruiti con le stesse tecniche di produzione dei microcircuiti elettronici. I microflussi gassosi permettono di costruire strumenti molto precisi per misure di portata o “nasi” elettronici in grado di analizzare la composizione del gas ambiente.

Il lavoro di tesi proposto si inquadra in una collaborazione con l'Istituto Nazionale di Metrologia (INRIM) di Torino ed ha come scopo lo sviluppo di modelli matematici per la predizione delle portate in micro/nano-canali attraverso i quali scorrono gas di diversa composizione.

Sono richieste buone conoscenze di dinamica dei gas e la capacità di apprendere l'uso di strumenti di simulazione quali OpenFoam e/o ComSol.

































Figura 1 – Linee di flusso sovrapposte alla mappa del numero di Mach nell'espansione di elio attraverso un canale di circa 200 nanometri di diametro.



Bibliografia

1) G. Karniadakis, A. Beskok e N. Aluru, Microflows And Nanoflows: Fundamentals And Simulation, Springer-Verlag; 2005.



Gli interessati sono pregati di contattare il Prof. Aldo Frezzotti (aldo.frezzotti@polimi.it)