Microfluidics är tekniken för att designa och tillverka enheter som kan kanalisera mycket små vätskeflöden, i mikroliter/nanoliter-intervallet. En mikroliter och en nanometer är en miljondel respektive en miljarddel av en liter. Som referens är en droppe vatten cirka 25 mikroliter.
Olika intressanta egenskaper framkommer när man hanterar så små mängder vätska. Egenskaper som ytspänning, som inte spelar någon roll när vi har att göra med vattenvolymer vi är vana vid, börjar dominera dynamiken på dessa skalor. Reynolds-talet, som bestämmer turbulensen i flödet, är extremt lågt i små skalor, vilket innebär att vätskeflödet i stort sett förblir laminärt. Detta gör vissa aspekter av mikrofluidik mer bekväma och förutsägbara, och andra lite mer utmanande. Till exempel kan du inte lita på turbulens för att blanda ihop två flöden, utan måste förlita dig på diffusion ensam, som cellmaskineriet i kroppen.
System som använder mikrofluidik måste tillverkas mycket exakt. Glas är ett vanligt material, men plast och kisel är också populära medier. Traditionella litografiska tekniker kan användas för att bygga små kanaler på ytan av enheter som liknar ett datorchip. Alla vätskor måste vara relativt rena och fria från partiklar som täpper till dessa ömtåliga kanaler. Mikrofluidsystem kräver kompetenta vätskefysiker för design och test.
Mikrofluidik hittar tillämpningar inom biologi och kemi. DNA-mikroarrayer, som låter biologer samtidigt köra miljontals tester på ett visst protein eller gensekvens, utnyttjar mikrofluidik. Kemiska separationsmaskiner kan använda kombinationer av centrifuger och mikrofluidchip för att analysera den kemiska sammansättningen av ett visst ämne. De kan användas för att förbereda biologiska prover för testning. Eftersom de flesta mikrofluidchip har design som inte kan konfigureras om, begränsar detta mer ambitiösa tillämpningar, men forskning pågår för att kringgå detta.
Ett spännande nytt forskningsområde är integrationen av mikrofluidik med MEMS-teknik (mikroelektromekaniska system). Genom att inkludera små pumpar eller elektriska enheter på ett mikrofluidikchip, utökar det avsevärt mångfalden av applikationer. Framtida mikrofluidikenheter kan komma utrustade med miljontals små grindar som låter användare manipulera flödet på komplexa och användbara sätt. Regeringen har varit intresserad av användningen av mikrofluidikchips för att testa förekomsten av biologiska och kemiska vapen.