Keemiatehnika valdkonda kuuluv leiutis tekitab mistahes vedelikust mikrotilku fluidik-mikrokiibile, et analüüsida nende koostist ja omadusi. Leiutise eesmärgiks on vähendada ekstraktitilkade tekitaja mõõtmeid ja parandada erineva suurusega tilkade juhtimist fluidik-mikrokiibile. Senised tehnoloogiad polnud mobiilsetes analüüsiseadmetes kasutatavad oma kohmakuse ja suure elementide arvu tõttu. Uus tehnoloogia võiks muuta praeguste kohvrisuuruste analüsaatorite mõõtmed tulevikus peopesale mahtuva mobiiltelefoni suuruseks.

TTÜ keemiainstituudi professori Mihkel Kaljuranna sõnul kuulub TTÜ matemaatika-loodusteaduskonna keemiainstituudis väljatöötatud leiutis mikrofluidika valdkonda, mis tähendab miniatuursete kemikaalitilkade liikumise programmeerimist. „Sisuliselt on tegemist mikroprotsessori “keemilise” analoogiga,“ selgitas professor.

„Nii nagu mikroprotsessorid tõid kaasa infotehnoloogia arengu uue taseme, nii loodetakse, et analoogne areng kemikaalide käitlemises toob kaasa kvaliteedihüppe bioloogilistes ja keemilistes eksperimentides,“ lisas Kaljurand.

Mikrofluidika katsetes ja rakendustes on paigutatud kemikaalide tilku seni 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.

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 mikrofluidikal baseeruva analüsaatori saata Marsile pinnast analüüsima, kus vedelikutilkade genereerimine peab olema täielikult automaatne ja programmeeritav," lisas Kaljurand.

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“.

Tehnoloogia mõtlesid välja TTÜ keemiainstituudi direktor Mihkel Kaljurand ja analüütilise keemia õppetooli dotsent Maria Kuhtinskaja, vanemteadur Merike Vaher ja teadur Jelena Gorbatšova.