Διατάξεις και βαλβίδες μικροροϊκών συστημάτων - Παππάς, Ιωάννης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου.Εργαστήριο Εμβιομηχανικής και Συστημικής Βιολογίας, 2017)
Η βιολογική ανάλυση δειγμάτων είναι ένας επιστημονικός κλάδος που αναπτύσσεται ταχύτατα την τελευταία δεκαετία. Η μέτρηση βιο-δεικτών, η διάγνωση και η παρακολούθηση ασθενειών είναι μερικές μόνο από τις εφαρμογές αυτού του κλάδου. Συνεπώς, καθίσταται αναγκαία η άμεση και οικονομική πρόσβαση των ασθενών σε συστήματα ικανά για ανάλυση δειγμάτων. Μέχρι στιγμής, η πολυπλοκότητα των βιολογικών πρωτοκόλλων περιορίζει τον αριθμό των εφαρμογών με αποτέλεσμα να υπάρχουν λίγα εμπορικά καταναλωτικά προϊόντα (π.χ. για μέτρηση σακχάρου) για χρήση στο σημείο ενδιαφέροντος (προσωπική χρήση). Στην πλειοψηφία των περιπτώσεων ο ενδιαφερόμενος πρέπει να επισκεφθεί διαγνωστικό κέντρο ή μικροβιολογικό εργαστήριο για την ανάλυση κάποιου δείγματος, ωστόσο υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον από την επιστημονική κοινότητα για την αλλαγή αυτού. Ένα από τα σημαντικότερα ζητήματα μιας τέτοιας ανάλυσης είναι η επαναλήψιμη και αποτελεσματική διαχείριση μικρών όγκων ρευστών. Όταν λοιπόν απαιτούνται πολύπλοκες διαδικασίες γι’ αυτούς τους όγκους καθίσταται αναγκαίος ο έλεγχος της ροής μέσω μικρο-βαλβίδων. Στην παρούσα διπλωματική περιγράφεται ο σχεδιασμός και η κατασκευή πειραματικών διατάξεων για τον έλεγχο μικρο-βαλβίδων. Πιο συγκεκριμένα, η παρούσα εργασία επικεντρώνεται σε μικρο-βαλβίδες ικανές να ενταχθούν σε Φυγοκεντρικά Μικροροϊκά Συστήματα (Centrifugal Microfluidic Systems). Εκτός αυτού, ερευνήθηκε και ελέγχθηκε πειραματικά μια καινοτόμος βαλβίδα. Πρόκειται περί ενός υβριδικού φίλτου/βαλβίδας, ικανού να αναστείλει τη ροή του ρευστού μεχρι την ανάπτυξη μιας δεδομένης πίεσης καθώς και να στραγγαλίσει τη ροή, ρυθμίζοντας έτσι την παροχή. Η εύρωστη και επαναλήψιμη λειτουργία μιας τέτοιας βαλβίδας μπορεί να απλοποιήσει σημαντικά τις λειτουργίες ενός τέτοιου Διαγνωστικού Συστήματος. Τέλος, παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα της συγκεκριμένης μικρο-βαλβίδας στη διάταξη που αναφέραμε.