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Séminaires MSC
"Matière et Systèmes Complexes"

                      

Lundi 8 octobre 2007 à 11h30
Bâtiment Condorcet, 4ème étage, salle 454 A.


Florent Malloggi
(University of Twente, Pays-Bas)


L’ électromouillage : un outil pour la manipulation de microgouttes

 

La formation de gouttes en microfluidique suscite un intérêt croissant tant les applications possibles sont aussi diverses que variées. Une goutte représente un environnement bien contrôlé pour des réactions chimiques, pour la synthèse de matériaux, pour l’analyse unicellulaire etc... Deux plateformes microfluidique largement répandues et concurrentes existent pour la manipulation de gouttelettes en laboratoire. Dans la première approche, des écoulements sous pression sont utilisés pour créer des gouttes de manière continue dans des canaux convergents ou à jonction T. Tandis que cette approche favorise une forte production de gouttes, elle ne permet pas un contrôle individuel précis des gouttes (à moins d’utiliser un champ électrique) ni la formation de goutte à la demande ni encore la modulation dynamique du mouillage – un autre paramètre important affectant la dynamique des écoulements biphasés. Dans la deuxième approche, l’électromouillage (EW)-sur-diélectrique est utilisé pour manipuler digitalement des gouttes dans une géométrie de type « sandwich » qui est exempte de canaux. Comparé à l'approche continue, l'EW fournit un contrôle précis tant pour la génération individuel de gouttes, que pour les opérations sur les gouttelettes (transport, mélange et coalescence) ainsi que pour la mouillabilité. Cependant les réalisations courantes ne permettent pas une forte production de gouttes et ne peuvent être aisément intégrées aux technologies existantes. Notre étude adopte une approche unifiée pour créer une plateforme microfluidique combinant les deux méthodes. Pour y parvenir nous incorporons une électrode plane dans des microcanaux et nous démontrons la formation de gouttes par le biais de l’EW. Nous identifions expérimentalement l’intervalle de tensions et de pressions nécessaire à la formation de gouttes. Une description théorique basée sur l’équilibre entre pressions externes et pressions capillaires contrôlées par l’EW, rend compte des observations expérimentales. Cette unification amène une perspective intéressante : plus la taille des canaux est petite et plus le contrôle par l’EW est performant.