מגזין הטכניון | קיץ 2019

מעבדה-על-שבב https://www.pnas.org/content/early/2019/04/30/1821269116.short?rss=1 למאמר: בזרימה המושלים ה מזעור ההדרגתי של טרנזיסטורים למיקרוצ’יפים משפופרות-ואקום הוביל למזעורם של מחשבים ממכונות התופסות חדרים שלמים להתקנים הנכנסים לכיסינו. באופן דומה, התפתחות התחום של ) צפויה lab-on-a-chip מעבדה-על-שבב ( לחולל מהפכה באנליזה כימית וביולוגית, וזאת על ידי מזעור של מעבדות גדולות לכדי שבב ) - שבב microfluidic chips מיקרופלואידי ( המכיל ערוצי זרימה זעירים. אף שהקונספט של מעבדה-על-שבב הוצג לפני שנה, המערכות המיקרופלואידיות 30- יותר מ הקיימות כיום רחוקות מהגשמתו של חזון זה. זאת במידה רבה בשל העובדה ששבבים אלה בנויים ברובם מחומרים כגון פולימרים וזכוכית שנחצבות בהם תעלות בעלות צורה מוגדרת מראש. מבנה קשיח זה מאפשר להשתמש בהם רק לתפקיד המוגדר שלטובתו יוצרו. כדי לשנות את יישומם יש לשנות את המבנה הפיזי שלהם. כל זה רחוק מאוד מהגמישות הפונקציונלית שאמורה לאפיין מערכות של מעבדה-על-שבב. כאן נכנסת לתמונה קבוצת מחקר משותפת של מדענים ומהנדסים מהפקולטה להנדסת IBM מכונות בטכניון וממרכז המחקר של בציריך. PNAS במאמר שפרסמו לאחרונה בכתב העת מציגים החוקרים פרדיגמה חדשה לגמרי: שבב מיקרופלואידי שבו מתועל הנוזל בערוצים וירטואליים הנשלטים על ידי שדות חשמליים. דפוסי הזרימה של הנוזל נשלטים באופן אלקטרוני וכך מאפשרים לבצע מניפולציות על הזרימה בכל נקודת זמן. “כשהשדה החשמלי פועל על מטענים הקרובים לפני השטח הוא מניע אותם וגורר את הנוזל איתו,” מסביר ד”ר פדריקו פרטורה, המחבר הראשי של המאמר. “באמצעות מערך של אלקטרודות בתחתית התא המיקרופלואידי ושליטה במטען החשמלי שלהם, אנחנו למעשה מקימים מערך של מסועים זעירים שביכולתנו לשלוט באופן דינמי בכיווניהם ובעוצמתם.” הקבוצה הציגה יכולת לייצר מגוון רחב של זרימות ולשנותו בזמן אמת. “מה שממש מרגש הוא שמאחר שאנו משפיעים על הנוזל 24 ד״ר פדריקו פרטורה ד״ר גובינד קאיגלה וסנה בצ’בה פרופ׳-משנה מורן ברקוביץ׳