Recherche en microfluidique et apprentissage sur puce—impliquant la manipulation de petites quantités de fluides pour exécuter des expériences miniaturisées en physique, chimie, la biologie et la médecine sont un domaine de recherche prolifique. Mais, jusque là, il n'y a pas beaucoup d'exemples publiés sur la façon de l'enseigner d'une manière facilement compréhensible aux étudiants ou de communiquer les nombreuses avancées significatives dans le domaine au public de manière pertinente.

Pour remédier à ce, dans la revue Biomicrofluidique , un groupe de chercheurs présente une revue de la littérature publiée sur l'enseignement de la microfluidique et fournit des méthodes et des suggestions à tous ceux qui souhaitent améliorer leurs propres enseignements et sensibilisation en microfluidique.

« L'enseignement des sciences et la sensibilisation sont tous deux populaires en ce moment, et la sensibilisation du public est également de plus en plus importante, parce que les impôts financent une part importante de la recherche, " a déclaré Nicole Pamme, à l'Université de Hull. « La sensibilisation du public aux avancées scientifiques est importante pour une bonne élaboration des politiques au sein des sociétés démocratiques. »

La microfluidique est un terme qui englobe une large gamme d'outils utilisés pour manipuler des volumes extrêmement petits de fluides, allant de l'attolitre (un quintillionième de litre) au microlitre (un microlitre est un millionième de litre ; une canette de Coca, par exemple, est de 355, 000 microlitres en volume). Cette technologie est utile, car il permet aux scientifiques de miniaturiser les expériences, ce qui permet de réduire la consommation de produits chimiques et de réactifs, des volumes d'échantillons plus petits, et plus petit, instrumentation plus portable.

"De nombreuses expériences peuvent être réalisées plus rapidement ou plus efficacement et avec un contrôle précis des conditions locales, ce qui est impossible à réaliser dans de grandes boîtes de Pétri ou réacteurs, " dit Darius Rackus, co-auteur à l'ETH Zürich. "L'un des objectifs de la microfluidique est de refléter l'histoire et les avancées de l'informatique en passant de salles et d'installations dédiées à l'informatique à la miniaturisation, ordinateurs de poche qui peuvent être utilisés n'importe où pour la chimie et les sciences de la vie."

Le format microfluidique le plus courant est celui des microcanaux, qui sont essentiellement de petits systèmes de plomberie d'une largeur ou d'une hauteur d'au moins 1 à 10 micromètres. A cette échelle de longueur, les fluides ont un faible nombre de Reynolds (le rapport des forces d'inertie aux forces visqueuses), ce qui signifie qu'ils présentent un écoulement laminaire (par opposition à un écoulement turbulent).

"Une implication de ceci est que les fluides qui s'écoulent ensemble ne se mélangent pas mais continuent plutôt dans le sens de l'écoulement, ", a déclaré Rackus. "C'est un phénomène utile sur lequel de nombreux chercheurs capitalisent pour contrôler avec précision le placement des fluides et des particules dans un dispositif microfluidique."

Dans l'avis du groupe, ils ont déterminé que la plupart des exemples d'inclusion de la microfluidique dans l'enseignement ou la sensibilisation sont globalement divisés en deux catégories :l'enseignement de la microfluidique ou l'enseignement avec la microfluidique. De nombreux exemples d'enseignement de la microfluidique se concentrent sur la physique et l'ingénierie des systèmes microfluidiques.

"Ce pourraient être des démonstrations qui expliquent des concepts, tels que le comportement d'écoulement ou les projets de conception, où les élèves créent un dispositif microfluidique pour résoudre un problème particulier, " dit Pamme. " Dans les cas d'enseignement avec la microfluidique, nous avons trouvé des exemples où la microfluidique était davantage utilisée comme moyen d'étudier la physique, phénomènes chimiques ou biologiques.

Le groupe espère qu'une plus grande exposition des étudiants à la microfluidique augmentera l'intérêt pour le domaine multidisciplinaire de la microfluidique, et finalement conduire à plus de chercheurs dans le domaine.

"Nous espérons que notre article permettra aux éducateurs d'inclure la microfluidique dans leurs programmes - à la fois de manière ludique et sérieuse - et de partager des idées sur la façon d'impliquer les citoyens dans les développements de la médecine et du diagnostic clinique, analyse environnementale, synthèse chimique, qui sont tous sous-tendus par des concepts d'ingénierie et de physique, " a déclaré le co-auteur Ingmar Rieldel-Kruse, à l'Université de Stanford. "Compte tenu des rapports limités dans la littérature, nous aimerions encourager davantage le partage, formel ou informel, d'idées et d'activités pour l'enseignement de la microfluidique. »