Artesis Hogeschool Antwerpen - Industriële Wetenschappen - Ontwerp en implementatie van microfluïdische chips ter vervanging van klassieke vloeistof-vloeistofextracties

Onderzoeksproject T. Breugelmans, E. Pauwels, M. Tourwé

Zwaartepunt (Micro)reactortechnologie

Abstract: Dit onderzoeksproject situeert zich in de wereld van de chemische ingenieurstech-nieken. In dat domein van de chemical engineering zijn scheidingstechnieken essentieel en beheersen ze 40 tot 70% van de totale investerings- en werkingskosten. De ontwikkelingen van industrietakken zoals de bio- en de nanotechnologie scherpen de vraag aan voor nieuwe, verbeterde en goedkopere scheidingsprocessen.
In dit project zal onderzocht worden of de huidige stand van techniek in het veld van de microreactoren en lab-on-a-chip modules voldoende ver gevorderd is om de lab-on-a-chip toepassingen industrieel relevant te maken voor grootschalige toepassingen. Meer concreet, is het objectief van dit geplande onderzoek het ontwikkelen en fabriceren van een continu microfluïdisch scheidingskanaal ter vervanging van klassieke vloeistof-vloeistofextracties. De sub-micron dimensies en de accurate positionering van de lab-on-a-chip structuren die eigen zijn aan de hedendaagse lithografie, maken een dergelijke fysische interactie mogelijk, wat unieke opportuniteiten biedt in vergelijking met de traditionele vloeistof-vloeistofextracties. Voor het bepalen van de karakteristieken (dimensies, aantal repetities van de split-structuren) zal in een eerste stadium gesimuleerd moeten worden. In dit proces zal de invloed van de solventen en interactieoppervlakken in beschouwing onderzocht worden, waarbij voorspeld zal moeten worden voor welke combinaties een optimaal resultaat verwacht kan worden. Op basis van deze vergaarde kennis zal in een tweede stadium een design voor een microfluïdische chip worden vastgelegd, die extern wordt gefabriceerd. In het derde en experimentele stadium zal vervolgens een vergelijking gemaakt worden met het voorspelde gedrag, waarbij een verklaring voor eventuele afwijkingen zal gezocht worden. Finaal zal de werking van het ontwikkelde microfluïdische scheidingskanaal vergeleken worden met de werking van een klassieke vloeistof-vloeistofextractie. Een uitgebreide haalbaarheidsstudie zal antwoord moeten geven op de vraag of de lab-on-a-chip toepassingen industrieel relevant zijn voor grootschalige toepassingen.