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Polytechnique manipule des microgouttes

Industrie et  Technologies
Une méthode de manipulation individuelle de gouttes dans des micro-canaux a été développée dans un des laboratoires de l'X.


Au laboratoire d'hydrodynamique de l'Ecole Polytechnique (LADHYX), des travaux ont été menés en partenariat avec le Centre de physique moléculaire et hertzienne à Bordeaux sur la manipulation individuelles de gouttes dans des micro-canaux.

Ces travaux concernent plusieurs domaines, dont la biologie, où il s'agirait de pouvoir manipuler des cellules uniques dans des gouttes micro-fluidiques en vue d'étudier les mécanismes biophysiques de certaines maladies. Dans le domaine de la chimie, les gouttes joueraient le rôle de microréacteurs mobiles et stables.

Pour leurs travaux, les chercheurs utilisent un faisceau laser, focalisé à l'intérieur d'un micro-canal afin de chauffer l'interface eau/huile et agir ainsi sur la tension de surface. Cette technique laser est basée sur la production locale d'un gradient de température qui génère un gradient de tension interfaciale par effet thermocapillaire, ce qui induit un écoulement dans le fluide extérieur.

Ces équipes ont notamment travaillé sur le blocage et le contrôle de la formation des gouttes, qu'ils appellent la fonction vanne. Dans un micro-canal en forme de croix, de l'eau est injectée par le canal de gauche alors que les canaux latéraux (haut en bas) permettent d'injecter de l'huile. En l'absence du laser, on forme des gouttes d'eau dans l'huile qui sont transportées dans le canal de drain. Sous l'action du laser, la goutte est bloquée durant plusieurs secondes.

Autre opération étudiée par ces chercheurs : la fusion des gouttes. Le chauffage par laser permet de drainer l'huile ce qui entraîne la fusion des gouttes de façon très rapide et contrôlée. Enfin, les opérations de blocage et de fusion peuvent être combinées pour obtenir des mécanismes plus complexes, tout en utilisant un seul faisceau laser avec la même puissance.

Michel Le Toullec

Pour en savoir plus : http://www.ladhyx.polytechnique.fr  & http://www.cpmoh.cnrs.fr

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