اليوم يتم إجراء البحث الآلي باستخدام شرائح ميكروفلويديك والتي يبلغ حجمها تقريبًا حجم طابع البريد. تتكون هذه الأجهزة الصغيرة من ملايين الجزيئات المجهرية التي يتم التقاطها في قطرات الماء، وتكون كل قطرة بمثابة أنبوب اختبار لتجربة واحدة. تمر القطرات عبر قناة صغيرة حيث يقوم الليزر بفحص كل قطرة عابرة لتسجيل آلاف النتائج التجريبية في كل ثانية. ومع ذلك، تكمن المشكلة في أن القطرات التي تتجه نحو الطرف الضيق من القمع يمكن أن تنسد وتتصادم، مما قد يفسد التجارب. قال سيندي تانغ، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية في كلية الهندسة بجامعة ستانفورد: "إنها مشكلة مرورية، مثل وجود ممرات متعددة للسيارات، تحاول جميعها المرور عبر نقطة تحصيل الرسوم". لكن مختبرها أظهر مؤخرًا كيف أنه من الممكن إجراء تجارب الموائع الدقيقة بشكل أكثر كفاءة. وقد تم توضيح ذلك من خلال وضع دوائر مرورية صغيرة بالقرب من الجزء السفلي من القمع، والتي تقوم بترتيب القطرات بدقة حتى تتمكن من تكبير النظام بتصادمات أقل بكثير. وفي مقال نُشر في Proceedings of the National Academy of Sciences يعرض تفاصيل النتائج، وجدت هي وفريقها، بقيادة أليسون بيك، طالبة الهندسة السابقة في جامعة ستانفورد، أن كسور القطرات كانت أقل شيوعًا بألف مرة في نظام الدوائر المرورية. وجد الباحثون أن الموقع الدقيق للدوائر المرورية أو الدوارات كان هو المتغير الحاسم: الدوارات التي كانت بعيدة جدًا عن مخرج القمع لا تؤثر على الانفصال ولكن الدوارات التي كانت قريبة من المخرج تؤدي في النهاية إلى المزيد من الاصطدامات والأعطال. قال تانغ: "هناك نقطة مثالية في وضع الدوارات تقلل من تقليل تفكك تدفق القطرات". يمكن أن يؤدي استخدام الدوارات الموضوعة بشكل صحيح إلى زيادة بنسبة 300 بالمائة في الكفاءة التجريبية.
ويمكن أن تؤدي هذه التكنولوجيا إلى طريقة أسرع للكشف عن المخدرات، بالإضافة إلى العديد من الفوائد الأخرى. على سبيل المثال، تعمل الطابعات ثلاثية الأبعاد بطريقة مماثلة حيث تقوم بإدخال قطرات من البلاستيك أو بعض المستحلبات الأخرى عبر فوهة دقيقة بسرعة عالية لبناء الهياكل تدريجيًا طبقة بعد طبقة. لذلك يمكن أن تكون هذه التقنية رائدة في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد. وقد أدى هذا الاكتشاف إلى تطبيقات تمتد إلى ما هو أبعد من الأبحاث لتشمل أنظمة أخرى تتضمن تفاعلات بين العديد من الأجسام ذات الحجم المماثل، بدءًا من مجموعة من الخلايا البيولوجية وحتى مجموعة واسعة من الأشخاص. وقد تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم أيضًا.
