Mikroörvényekben

Mikroörvényekben a kifejezés a mikroszkopikus léptékű örvények vagy forgó áramlási struktúrák jelenségére utal a folyadékáramlásban. Ezek a mikrofolyadékok lamináris rendszereiben is kialakulhatnak, és gyakran szerepet játszanak a keveredésben, a részecskék vagy sejtek pályáinak rendezésében, valamint a reakciók hatékonyságának növelésében.

Képződésük különféle módokon történik. Passzív mikroörvények például görbült csatornákban fellépő másodlagos áramlásokból származnak, például Dean-örvények miatt, vagy akadályok közelében kialakuló lokális forgó zónákból. Aktív generálásra példa az akusztikus streaming, elektromágneses vagy mágneses mezők, illetve mikrotengelyekkel működő forgó elemek alkalmazása.

Jelentőségük és alkalmazásaik közé tartozik a hatékony keveredés olyan rendszerekben, ahol a laminaritás dominál, továbbá részecske- és sejtkövetés, szelektív elválasztás, a reakciók és hőtranszport javítása. Mikroörvényekre épülő megoldások segíthetnek a miniatürizált analitikai eszközök teljesítményének növelésében.

Mérés és modellezés szempontjából a PIV vagy mikro-PIV, illetve fluoreszcens nyomkövetés használatos a sebesség- és nyomásmezők feltérképezésére. A modellezésben Navier–Stokes alapú CFD szimulációkat alkalmaznak, és figyelembe veszik a Dean-számot és Peclet-számot, amelyek a diffúzió és a másodlagos áramlások viselkedését írják le.

Kihívások között szerepel a mikroszkopikus környezetben történő pontos kontroll, mérési bizonytalanságok kezelése és a skálázás nagyobb rendszerekre.