Studio dei processi per la coalescenza di due o più gocce in dispositivi microfluidici

La microfluidica è la scienza che studia come manipolare piccole quantità di fluidi (dell’ordine dei nanolitri) attraverso canali di dimensioni micrometriche. Grazie alla microfluidica, negli ultimi 20 anni è stato sviluppato il concetto di Lab-on-a-Chip, che consistente nell'integrazione di analisi chimiche e biologiche in piccoli dispositivi. Un settore della microfluidica, detta microfluidica di gocce, prevede la produzione di emulsioni altamente controllate, che permettono di ridurre ulteriormente i volumi manipolati (ordine del picolitro). In ambito biotecnologico, i dispositivi di microfluidica di gocce possono essere utilizzati per incapsulare singole molecole o singole cellule. Per garantire la separazione delle gocce, vengono tipicamente impiegati tensioattivi (o surfattanti) specifici che ne impediscono la coalescenza. Tuttavia, per mescolare reagenti contenuti in gocce diverse, a volte risulta necessario destabilizzare localmente la loro interfaccia, ottenendo l’unione di più gocce. Questa procedura può essere ottenuta tramite varie strategie, per esempio applicando campi elettrici, agitazione meccanica o tramite l’aggiunta di agenti ionici destabilizzanti. La tesi si propone di approfondire queste metodologie da un punto di vista bibliografico, per andare infine ad applicare quella più promettente con un’attività sperimentale di laboratorio.