Analytische en medisch-diagnostische systemen op een chip hebben geminiaturiseerde componenten nodig. In Angewandte Chemie presenteren onderzoekers van de University of Pennsylvania een microscopische pomp, gebaseerd op een polymeergel, die met een ’prikkel‘ van uv-licht aangezet wordt en daarna uit zichzelf blijft pompen zonder dat er energie hoeft te worden toegevoerd.
De minipompjes bestaan uit gegeleerde bolletjes van ongeveer driehonderd micrometer in diameter, die op hun oppervlak zijn gefunctionaliseerd met twee typen moleculen. Het eerste type maakt zich onder invloed van uv-licht los, waarbij diverse deeltjes vrijkomen, waaronder een fluoride-ion. Dit ion katalyseert de afsplitsing van het tweede type molecuul, waarbij opnieuw fluoride vrijkomt. Omdat er na de initiële uv-flits dus voortdurend fluoride wordt geproduceerd, blijft de reactie doorgaan totdat alle moleculen van het tweede type zijn opgebruikt.
De pompwerking van dit systeem berust op de concentratiegradiënt die de reactie veroorzaakt. De moleculen en ionen die vrijkomen, diffunderen van de bolletjes af. De vloeistof zet zich in beweging om deze concentratieverschillen op te heffen. Het netto-effect is dus dat de bolletjes de vloeistof naar zich toe lijken te trekken. De bolletjes hebben verder nog een handige eigenschap: ze verkleuren zodra de chemische reactie is gestart. Je kunt dus gemakkelijk zien wanneer de pomp is aangezet.
This article is exclusively available to premium members of Bits&Chips. Already a premium member? Please log in. Not yet a premium member? Become one for just €20 for the first year and enjoy all the benefits.
