TTÜ teadlased leiutasid mikrotilkade tehnoloogia

Patendiamet registreeris leiutise kasuliku mudelina, teatas ülikool.

Keemiatehnika valdkonda kuuluv leiutis tekitab mistahes vedelikust mikrotilku fluidik-mikrokiibile, et nende koostist ja omadusi analüüsida. Leiutise eesmärgiks on minimeerida ekstraktitilkade tekitaja gabariite ning parandada erineva suurusega tilkade juhtimist fluidik-mikrokiibile, sest senised tehnoloogiad ei olnud mobiilsetes analüüsiseadmetes kasutatavad oma kohmakuse ja suure elementide arvu tõttu. Leiutis lubab praeguste, kohvrisuuruste analüsaatorite mõõtmed viia peopesale mahtuva mobiiltelefoni suuruseks. Tehnoloogia töötasid välja TTÜ keemiainstituudi direktor professor Mihkel Kaljurand ning sama instituudi analüütilise keemia õppetooli dotsent Maria Kuhtinskaja, vanemteadur Merike Vaher ja teadur Jelena Gorbatšova.

Professor Mihkel Kaljuranna sõnul kuulub TTÜ matemaatika-loodusteaduskonna keemiainstituudis väljatöötatud leiutis mikrofluidika valdkonda, mis tähendab miniatuursete kemikaalitilkade liikumise programmeerimist. „Sisuliselt on tegemist mikroprotsessori “keemilise” analoogiga,“ rääkis Kaljurand. „Nii nagu mikroprotsessorid tõid kaasa infotehnoloogia arengu uue taseme, nii loodetakse, et ka analoogne areng kemikaalide käitlemises toob kaasa kvaliteedihüppe bioloogilistes ja keemilistes eksperimentides.“

Mikrofluidika katsetes ja rakendustes on seni paigutatud kemikaalide tilku analüüsiplatvormile käsitsi, mis võib olla vastuvõetav teaduslaboris, kuid ei sobi praktilistesse rakendustesse või automaatselt töötavate seadmete jaoks. TTÜ teadlaste leiutises pumpab arvutiga programmeeritav mikropump vedeliku läbi sobivate mõõtmetega kapillaartoru, mille otsa moodustub vajaliku suurusega tilk. Elektrivälja abil saab vedelikutilga analüüsimiseks toimetada mikrofluidika platvormile, mis loob võimaluse miniatuursete ja kaasaskantavate automaatanalüsaatorite ehitamiseks.

Professor Mihkel Kaljuranna hinnangult töötati TTÜ keemiainstituudis sisuliselt välja prototüüp nutisensori jaoks, millel on rakendusi alates sisejulgeoleku valdkonnast kuni keskkonnaseireni. „Meie demonstreerisime oma ideed pinnaseekstraktide analüüsil bioloogilise reostuse leidmiseks, kuid leiutis on kasutatav mistahes autonoomsete, automaatsete ja miniatuursete analüsaatorite loomisel,“ selgitas ta. „Näiteks saaks miktofluidikal baseeruva analüsaatori saata Marsile pinnast analüüsima, kus vedelikutilkade genereerimine peab olema täielikult automaatne ja programmeeritav.“

Uudse seadme prototüüp valmib TTÜ keemiainstituudis sügiseks. Hetkel ei ole veel teada leiutise kommertskasutusse jõudmine, kuna tehnoloogia vajab edasist arendustööd ja rakendusuuringuid. Nende läbiviimiseks on saadud toetust Euroopa Liidu Kosmoseagentuurist, kuid taotletakse ka lisarahastust erinevatest sisejulgeoleku ja militaaruuringute programmidest. „Tilkade programmeerimine on väga uus asi ja seni on kõik olnud teaduspublikatsioonide tasemel,“ ütles keemiainstituudi direktor. „Teadaolevalt kaks USA väikefirmat sarnast tilkade programmeerimise tehnoloogiat kasutavad, kuid ka nemad alles otsivad investoreid ja demonstreerivad meetodi võimalusi. Kommertsseadmeid pakub vaid üks firma, kuid tilkade paigutamine platvormile käib seal käsitsi, mis ei ole hea lahendus kaasaskantavate analüsaatorite tarbeks.“

1918. aastal asutatud TTÜ on Eesti ainus tehnoloogiaülikool, mille unikaalsus peitub tehnika-, loodus-, täppis-, sotsiaal- ja terviseteaduste sünergias. TTÜ vastutab inseneride ja tehnikateadlaste järelkasvu tagamise eest. Ülikoolis on üle 13 000 üliõpilase, ligikaudu 700 õppejõudu ja rohkem kui pooltuhat teadustöötajat, TTÜ vilistlaste arv ulatub 65 000-ni. Rohkem kui 50 hektaril laiuv TTÜ linnak hõlmab 72 ehitist. Lisaks kaheksale teaduskonnale asuvad siin IT Kolledž ja Tallinna Teaduspark, mis koondab üle 150 kõrgtehnoloogia ettevõtte. TTÜ-l on eraldiseisvad kolledžid Kuressaares, Tartus, Kohtla-Järvel ja Tallinnas, ülikooli uusimaks kolledžiks on Eesti Mereakadeemia. Üliõpilastele pakutakse suurepärast tudengi- ja kultuurielu, ülikooli majutus- ja sportimisvõimalused on ühed parimad Põhja-Euroopas.

Esimesel joonisel leiutise kontseptsioon, teisel foto katseseadme üldvaade ja kolmandal tilga tekitamine katseseadme kapillaaris.