纸泵为便携式微流体生物医学设备提供动力

微流体装置是操纵体积为1微升或更小的流体的装置-体积远小于单个泪珠。这些设备有望用于从生物医学诊断工具到药物测试技术的各种应用。

“开发便携式，真实世界的微流体装置技术面临的一个长期挑战是，需要找到一种经济有效的方法，在实验室外部通过设备泵送液体，”格伦沃克说，他的共同作者期刊关于工作的文章和北卡罗来纳州和北卡罗来纳大学联合生物医学工程项目的副教授。“便携性非常重要，因为它可以使新的应用成为可能，例如可以在现场使用的诊断工具。电动泵和连接它们的管道对于实验室环境来说很好，但是那些不容易随身携带“。

现在，沃克和他的合作者已经开发出一种新方法，不仅可以通过微流体装置泵送流体，还可以对流量进行实质性控制。它们可以停止并重新启动流量，控制流量，并控制流量持续多长时间。

“并且，因为我们的方法是一项古老技术的新转变，我们的泵非常具有成本效益，”沃克说。

他所指的古老技术就是纸张。

研究人员将他们的泵系统称为液压电池，但它不涉及任何方式的电力。相反，“电池”从毛细作用中吸取其泵送功率。

如果你曾经看过纸巾吸收漏油，你就会看到毛细管作用。从广义上讲，毛细管作用是液体通过表面张力被吸入小空间的趋势。在液压电池的情况下，水和水性液体(例如血液)被吸入纸张中的孔隙的趋势。

“我们的系统使用的纸张厚度为125微米，略高于单根头发的宽度，”沃克说。“毛细管作用将液体吸入纸张中。通过改变纸张的形状，我们可以控制通过连接设备拉出的液体量-以及发生的速度。”

通过简单地切割纸张，可以在两个维度上改变形状。但它也可以通过将多个泵堆叠在一起而在三个维度上进行操作。

“通过堆叠纸张，我们可以创建更复杂的流动轮廓，具体取决于任何给定应用的需求，”Walker说。“而且这些液压电池泵中的任何一个都不到一毛钱。”

还有其他便携式装置可以通过微流体装置泵送液体，但Walker觉得他的团队开发的纸泵具有几个显着优势。

“我们的液压电池体积小，重量轻，价格便宜，易于连接到设备和一次性设备，”沃克说。“此外，我们的纸泵可以保存以供以后评估，例如进行二次实验室测试，以确认现场诊断。”

研究人员已经就纸泵技术提交了专利申请，目前正在寻找行业合作伙伴，以帮助将其推向市场。

沃克说：“我们乐观地认为它可以改善公共卫生和推进基础研究。”

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