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¡Las tecnologías innovadoras de microfluidos están revolucionando el diagnóstico!
Investigación en TU Dortmund: experimento innovador sobre microfluidos y metrología cuántica con importantes aplicaciones.
¡Las tecnologías innovadoras de microfluidos están revolucionando el diagnóstico!
El 16 de mayo de 2025 se llevó a cabo en la Universidad Técnica de Dortmund un experimento pionero para la detección interferométrica de movimientos atómicos en cristales. Los investigadores Marek Karzel y el Dr. Alexey Scherbakov del Departamento de Física introdujeron un pulso láser de 100 femtosegundos que calentaba una película metálica sobre una placa cristalina. El aumento de temperatura de la película fue de sólo 0,1 grados. A pesar de este aumento mínimo, la expansión térmica de la película generó una onda acústica que se detectó con éxito en el lado opuesto de la placa cuando alcanzó la superred. El experimento forma parte de una investigación integral que abre nuevas posibilidades en el estudio de materiales y la metrología cuántica. También fue publicado en la reconocida revista “Nature Materials”.
El Dr. Anton Samusev aprovechó la oportunidad para explicar que el experimento difiere significativamente del proyecto LIGO. Aunque LIGO registra eventos individuales, en este caso se necesitan numerosas mediciones. Las condiciones experimentales en el laboratorio permiten realizar repeticiones millones de veces por segundo. Estos avances significativos podrían revolucionar el conocimiento en la ciencia de los materiales y más allá, permitiendo una comprensión más profunda de los movimientos atómicos que antes eran difíciles de alcanzar.
Microfluidos y sus aplicaciones.
A medida que avanza la investigación en física, la microfluídica, un campo emergente dentro de la microingeniería, también está experimentando un desarrollo notable. La miniaturización en microtecnología ha abierto nuevas posibilidades a través de enfoques innovadores en microelectrónica y microfluídica. La microfluídica permite realizar análisis químicos completos a través de sistemas de chip integrados conocidos como laboratorio en un chip (LOC) o sistemas de análisis micrototal (μTAS). Estas tecnologías transportan sustancias químicas en estructuras de canales definidas, similar a cómo los circuitos electrónicos transportan electrones.
Los principales campos de aplicación de la tecnología LOC son diversos y van desde dispositivos de laboratorio miniaturizados, como cromatografía de gases y electroforesis, hasta sistemas de prueba en el punto de atención para diagnóstico médico. Estos incluyen medidores de glucosa en sangre, pruebas de embarazo, pruebas de coagulación sanguínea y pruebas de marcadores cardiovasculares. Las ventajas de estas soluciones de microfluidos radican en el análisis acelerado, el diagnóstico in situ y la determinación multiparamétrica.
Retos tecnológicos y perspectivas de futuro
El diseño y fabricación de chips de microfluidos se suelen realizar a partir de plástico para minimizar los costes de fabricación. Los materiales típicos como el policarbonato (PC) son importantes para garantizar un buen flujo de fluido. Los procesos de fabricación en ISAT incluyen diversas técnicas como prensado, moldeo por inyección, fotolitografía y fresado. El diseño de las estructuras del canal tiene una gran influencia en el comportamiento del flujo, que puede simularse mediante herramientas de software. Esto permite la producción de chips específicamente optimizados para preguntas analíticas específicas.
A pesar de los avances prometedores, los microfluidos enfrentan actualmente desafíos técnicos y problemas de incentivos que inhiben la plena explotación de su potencial. Se recomienda mejorar la accesibilidad, la facilidad de uso y la capacidad de fabricación de las tecnologías. Es necesario un cambio de perspectiva en el campo de los microfluidos para superar los desafíos existentes y avanzar aún más en el campo de las aplicaciones médicas y científicas. Los enfoques orientados al futuro podrían aumentar significativamente el potencial de las tecnologías, particularmente en hematología y biología vascular, donde los microfluidos pueden imitar las condiciones de flujo fisiológico en los vasos sanguíneos y capilares.
En resumen, tanto los avances en la detección del movimiento atómico en cristales como los avances en microfluidos se inspiran mutuamente y conducen a una mejor comprensión de sistemas altamente complejos. Los enfoques innovadores desempeñarán un papel central tanto en la investigación básica como en el diagnóstico clínico.