Microcanais

Microcanais são canais fluidos de dimensões micrométricas a submilímetros, usados para transportar e manipular fluidos em escalas microscópicas. Eles são centrais em microfluídica e também aparecem em aplicações como resfriamento de componentes eletrônicos e reatores microfluídicos.

O fluxo em microcanais é tipicamente laminar; o número de Reynolds, baseado na largura característica e na velocidade média, costuma ser baixo. Devido à dimensão reduzida, a difusão pode ser significativa, e a mistura em geometrias simples pode exigir estruturas de mistura passivas ou advecção caótica.

Geometrias típicas incluem seções retangulares, circulares ou trapezoidais; os canais podem ser retos ou integrados em redes multicamadas. Materiais comuns incluem PDMS (polidimetilsiloxano), vidro, silício e diversos polímeros; as propriedades de superfície afetam wetting, eletrocinética e biocompatibilidade.

Métodos de fabricação abrangem litografia suave para dispositivos em PDMS; gravação química ou térmica em vidro e silício; micromecanização por laser; impressão 3D e fresagem para prototipagem rápida.

Aplicações variam entre plataformas de laboratório em chip para análises químicas e biológicas; microreatores para síntese controlada; geração de gotas e emulsões em microfluídica de gotas; cultura celular e análise de célula única; métodos analíticos baseados em microcanais; e resfriamento de alto desempenho com dissipadores de calor de microcanal.

Desafios comuns incluem entupimento por particulados, fouling e biofouling, tolerâncias de fabricação, controle de química de superfície e integração com sensores e equipamentos externos.