Publicatie in PNAS

Delftse en Utrechtse onderzoekers scheiden microdeeltjes op basis van hun vorm

Wetenschappers uit Delft en Utrecht hebben een methode ontwikkeld om selectief microdeeltjes uit een vloeistof te scheiden op basis van hun vorm, door enkel gebruik te maken van de stroming in een brede maar ondiepe buis. De Delftse experimenten bevestigen Utrechtse berekeningen van het pad dat een specifiek microdeeltje zal volgen door de buis. Op basis hiervan kan een sorteerkanaal worden ingericht om deeltjes naar vorm te kunnen scheiden.

Eerder was het alleen mogelijk om deeltjes uit een vloeistof te zuiveren op basis van hun grootte of door gebruik te maken van externe bronnen, zoals een magnetisch veld. De ontwikkelde techniek kan bijvoorbeeld ingezet worden bij het produceren van medicijnen. Hoofdonderzoeker H. Burak Eral (TU Delft en Universiteit Utrecht): “In het maakproces ontstaan vaak kleine variaties op de vorm van het benodigde zuivere kristal, die dan wel dezelfde grootte hebben. Die afwijkende kristallen kunnen we met deze techniek beter uit de vloeistof zuiveren.” De onderzoekers publiceren de resultaten vandaag in PNAS.

Theoretische voorspellingen

Eerder onderzoek maakte al duidelijk dat de asymmetrische deeltjes op een typerende manier door een breed maar ondiep kanaal stromen. “Hoewel de deeltjes op een complexe manier rondtollen en meegesleurd worden met de stroming, bleek het toch mogelijk om concrete theoretische voorspellingen te doen over het gevolgde pad”, aldus prof. René van Roij, die promovendus Bram Bet en postdoc Sela Samin in 2018 begeleidde bij de Utrechtse berekeningen.

De Delftse onderzoekers gingen op basis van deze berekeningen door met de experimenten, om het patroon van de microdeeltjes te doorgronden. Ze wisten het patroon uiteindelijk terug te brengen tot een universele formule, waarin de vorm van het deeltje de enige variabele is.

Publicatie

Universal motion of mirror-symmetric microparticles in confined Stokes flow
Rumen N. Georgiev, Sara O. Toscano, William E. Uspal, Bram Bet*, Sela Samin*, René van Roij*, and Huseyin Burak Eral*
Proceedings of the National Academy of Sciences Aug 2020, 202005068; DOI: 10.1073/pnas.2005068117
* onderzoekers verbonden aan de Universiteit Utrecht

Meer informatie
Persbericht TU Delft