Focusing di particelle indotto dalla viscoelasticità del fluido sospendente in un microcefale cilindrico

La focalizzazione (“focusing”) di particelle in un canale, ovvero la formazione di una fila di particelle orientata lungo una linea di corrente del campo di moto, è richiesta per diverse applicazioni quali citometria, separazione ed analisi. La migrazione di particelle indotta da fluidi non-Newtoniani può essere opportunamente sfruttata al fine di promuovere il meccanismo di focusing in canali rettilinei. In questo lavoro, il meccanismo di focusing indotto dalla viscoelasticità del mezzo sospendente è studiato attraverso simulazioni numeriche 3D ed esperimenti per una sospensione diluita di sfere in un microcanale cilindrico con un gradiente di pressione imposto. Sia le simulazioni che gli esperimenti mostrano la possibilità di focalizzare le particelle lungo l’asse del canale, ed i risultati sono in ottimo accordo quantitativo. Infine, si propone una formula di progetto per la realizzazione di dispositivi di focusing in ambito microfluidico.