Teknolojinin her geçen gün gelişmesiyle doğayı daha iyi tanıyabilir ve elde ettiğimiz bilgilerle doğayı taklit ederek sentetik malzemeler elde edebiliriz. Hatta bu bir bilim dalıdır ve "biyomimetik" olarak adlandırılır. Çok küçük böcekler ve bitkiler daha iyi anlaşıldıkça,bu mikro ve nano yapıları elde etmek daha kolay hale gelir. Peki bitkilerden ilham alınarak elde edilen bu mikroakışkanlar nedir? Hangi alanlarda kullanılabilir?
Çok az miktarda sıvıyı işleyen her cihaz mikroakışkandır. Bu sistemde sıvılar bir saç telinden daha ince kanallardan geçer ve akış küçük vanalar ile açılıp kapatılabilir. Bu vanalar cam, polimer, kağıt veya jel gibi bir malzemeden yapılır. Bitkilerden ilham alınarak dönüştürülebilir mikroakışkanlar elde edilebilir. Bitkilerin damar sisteminin sağlıklı çalışması yani normal metabolizmayı devam ettirmek için gerekli su besinin gerekli yerlere ulaşması, çevresel değişikliklere tepki verme yeteneklerine bağlıdır. Buna karşılık, sentetik mikroakışkan sistemler bu çevresel duyarlılığı nadiren gösterirler. Sentetik mikroakışkanlar, elektronikler ve bilgisayar programları yardımıyla çevresel uyarılara tepki verirler. Bu sistemler karmaşık ve hantal bir yapıya sahiptir. Bitkiler, nastik hareket yoluyla çevresel uyaranlara yanıt verir, yani düzenli bir geometriye katlanma veya açılma eğilimindedirler. Uyaranlara duyarlı malzemeleri gömerek, mikroakışkan cihaz sıcaklığa, neme ve ışık ışınımına yanıt verebilir.
Hong Kong Üniversitesinde, uyaranlara duyarlı malzemeleri ince ve katlanabilir bir mikroakışkan çip ile entegre ederek dönüştürülebilir bir mikroakışkan çip geliştirildi. Tüm cihaz, önceden ayarlanmış origami kıvrımları boyunca dönüşerek sıcaklık, nem ve ışık parlaklığındaki değişikliklere yanıt verebilir. Bu nedenle, bu dönüştürülebilir origami mikroakışkan yaklaşımına TransfOrigami mikroakışkanları (TOM) adını verilmiştir.
Uyaranlara duyarlı biçim değiştiren mikroakışkanların gelişimini kısıtlayan bazı etkenler vardır.
Bunlardan birincisi, mikroakışkan cihazları imal etmek için kullanılan ana akım malzemeler, polidimetilsiloksan (PDMS) ve poli(metil metakrilat) (PMMA) gibi çevresel tepki vermeyen inert malzemelerdir.
İkincisi ise, mikroakışkan cihazların tasarımı genellikle mikroakışkan cihazın genel şeklini değil de gömülü kanal şeklini tasarlamak için akışkan akışını dikkate almaya dayanır. Sonuç olarak, en yaygın mikroakışkan cihazlar, çevresel tepki ve hedeflenen şekil değişikliğini göstermez. Nastik hareket kabiliyeti kazanmak için mikroakışkan cihazın cihaz seviyesinde uyaran tepkisi sergilemesi ve cihazın genel şeklinin programlanabilir olması gerekir.
Bu mikroakışkan cihazlar, daha önce mümkün olmayan uygulamaları mümkün kılacaktır: Örneğin, ortaya çıkan çevreye uyumlu fotomikroreaktörler, hava değişikliklerine göre fotosentetik dönüşüm oranını kendi kendine düzenler. Yani ışık etkisiyle cihazın şeklinde değişiklikler meydana gelir; bu değişiklikler kanalların yeniden yapılanmasını sağlar. Çevresel uyaranlara göre biçim değiştiren mikrosistemler olan TOM, yapay damar ağları veya uyarlanabilir ritmik hareketlere sahip esnek elektronikler gibi çevresel uyarlamalar gerektiren enerji, robotik veya biyotıp uygulamalarına ilham verebilir. Örneğin; vücudun çevresine kendini adapte eden giyilebilir elektronikler üretiminde, değişen bir ortamda çalışan biyonik yumuşak robotlar gibi gerçek dünyadaki çevreye uyum sağlaması gereken yumuşak mikro sistemler geliştirilmesinde ve yapay damarların geliştirilmesinde bu cihazlardan yararlanılabilir.
