Apresentando Novos Micromixers Planos com Pilares e Interstícios e Estudando o Impacto de Vários Parâmetros Geométricos na Eficiência dos Micromixers

Reações bioquímicas desempenham um papel significativo em muitos dispositivos microfluídicos, e suas aplicações na ciência biomédica tiveram um crescimento substancial. Considerando que a mistura eficaz é vital para o início de reações bioquímicas em muitas aplicações, micromixers tornaram-se cada vez mais prevalentes para ensaios de alto rendimento. Neste estudo, uma análise numérica é conduzida para examinar o fluxo de fluido e as características de transferência de massa em novos micromixers com uma matriz de pilares. O estudo explora os efeitos do design da matriz de pilares sobre o desempenho de mistura e a queda de pressão, baseando-se em princípios como contração-expansão e divisão-recombinação. Duas configurações de matrizes de pilares são introduzidas, cada uma passando por investigação quanto a parâmetros como diâmetro do pilar, tamanho da lacuna entre grupos de pilares, distância entre pilares e deslocamento vertical em grupos de pilares. Posteriormente, micromixers ótimos são identificados, exibindo eficiência de mistura superior a 99,7% em número de Reynolds moderado (Re = 1), um nível tipicamente desafiador para micromixers alcançarem alta eficiência de mistura. Notavelmente, a queda de pressão permanece baixa em 1102 Pa. Além disso, as variações no índice de mistura ao longo do tempo e em diferentes posições ao longo do canal são examinadas. Ambas as configurações demonstram curtas distâncias e tempos de mistura. A combinação de mistura rápida, baixa queda de pressão e curta extensão de mistura posiciona os novos micromixers como altamente promissores para aplicações microfluídicas.