오늘날 자동화된 연구는 대략 우표 크기의 미세유체 칩을 사용하여 수행됩니다. 이 작은 장치는 물방울에 포착되는 수백만 개의 미세한 입자로 구성되어 있으며, 각 물방울은 단일 실험을 위한 시험관 역할을 합니다. 물방울은 레이저가 통과하는 각 물방울을 검사하여 매초 수천 개의 실험 결과를 기록하는 작은 채널을 통과합니다. 그러나 문제는 깔때기의 좁은 끝을 향해 흐르는 물방울이 막히고 충돌하여 실험을 망칠 수 있다는 것입니다. Stanford School of Engineering의 기계 공학 부교수인 Sindy Tang은 "여러 차선의 자동차가 모두 요금소를 통과하려고 하는 것과 같은 교통 문제입니다"라고 말했습니다. 그러나 그녀의 연구실에서는 최근 미세유체학 실험을 훨씬 더 효율적으로 만드는 것이 어떻게 가능한지 보여주었습니다. 이는 충돌을 훨씬 적게 하면서 시스템을 확대할 수 있도록 물방울을 깔끔하게 배열하는 깔때기 바닥 근처에 작은 원형 원형을 배치하여 입증되었습니다. 결과를 자세히 설명하는 Proceedings of the National Academy of Sciences에 게재된 기사에서 그녀와 전 스탠포드 공학 학생 Alison Bick이 이끄는 팀은 로터리 시스템에서 물방울 균열이 천 배나 덜 흔하다는 것을 발견했습니다. 연구자들은 회전교차로나 회전교차로의 정확한 위치가 결정적인 변수라는 사실을 발견했습니다. 깔때기 출구에서 너무 멀리 떨어져 있는 회전교차로는 파손에 영향을 미치지 않지만 출구 근처에 있는 회전교차로는 결국 더 많은 충돌과 고장을 유발합니다. Tang은 “액적 흐름의 붕괴 감소를 최소화하는 로터리 배치에 최적의 지점이 있습니다.”라고 말했습니다. 적절하게 배치된 로터리를 사용하면 실험 효율성이 300% 증가할 수 있습니다.
이 기술은 약물을 더 빠르게 탐지할 수 있을 뿐만 아니라 다른 많은 이점을 제공할 수 있습니다. 예를 들어, 3D 프린터는 플라스틱 방울이나 기타 유제의 작은 방울을 고속으로 미세한 노즐을 통해 밀어 넣어 점차적으로 층별로 구조물을 쌓아가는 것과 유사한 방식으로 작동합니다. 따라서 이 기술은 3D 프린팅 분야에서 획기적인 기술이 될 수 있습니다. 이 발견은 연구를 넘어 생물학적 세포 그룹에서 다양한 사람들에 이르기까지 비슷한 크기의 많은 신체 간의 상호 작용을 포함하는 다른 시스템으로 확장되는 응용 프로그램으로 이어졌습니다. 이 연구는 국립과학재단(National Science Foundation)의 지원도 받았습니다.
