ในบางครั้งนักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องควบคุมกระบวนการผสมของเหลวในภาชนะดังนั้น
ปัจจุบันนักชีววิทยานักเคมีและเภสัชกรมักใช้ microreactors มักรวมอยู่ในพืชขนาดเล็กซึ่งออกแบบมาเพื่อดำเนินการสังเคราะห์สารเคมีหลายขั้นตอนของผลิตภัณฑ์เฉพาะที่เรียกว่าแพลตฟอร์ม "ห้องปฏิบัติการบนชิป" ภาชนะเล็ก ๆ เหล่านี้ที่มีการเยื้องเล็ก ๆ ด้านในสามารถมีขนาดตั้งแต่ไม่กี่ลูกบาศก์มิลลิเมตรถึงหลายลูกบาศก์เซนติเมตร - ไม่เกินกล่องไม้ขีด อย่างไรก็ตามพวกเขาอนุญาตให้ตรวจเลือดผสมยาด้วยกล้องจุลทรรศน์เพื่อสร้างยาที่มีประสิทธิภาพสูงและทำการทดลองกับเซลล์
มุมมองทางศิลปะของวงจรแอคทีฟที่เสนอการผสมนาโน (ซ้าย) และการแยกอนุภาคนาโนในแนวรัศมี (ขวา) นาโนคิวบ์ซิลิคอนที่แช่อยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำจะถูกส่องสว่างด้วยลำแสงเลเซอร์โพลาไรซ์แบบวงกลมที่มาจากด้านบน
อย่างไรก็ตามมีหนึ่งปัญหากับพวกเขางาน: นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ควบคุมความเร็วในการผสมหรือจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์การแพร่กระจายของของเหลวและรีเอเจนต์ภายในห้องปฏิบัติการดังกล่าวบนผลึก นักวิทยาศาสตร์จาก ITMO University และเพื่อนร่วมงานจาก Czech Academy of Sciences ได้เสนอวิธีการที่สามารถช่วยแก้ปัญหานี้ได้: พวกเขาตัดสินใจใช้ความดันรังสีที่เรียกว่า
ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เจมส์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษเสมียนแม็กซ์เวลล์แนะนำว่าแสงสามารถกดดันวัตถุทางกายภาพได้ ในไม่ช้านักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Pyotr Lebedev ก็พิสูจน์เรื่องนี้ แต่พลังของการปฏิสัมพันธ์ดังกล่าวมีน้อยมาก และในเวลานั้นไม่มีใครพบว่ามีประโยชน์สำหรับมัน ขณะนี้มีสาขาวิทยาศาสตร์ทั้งหมดที่เรียกว่าออพโตเมติกส์ซึ่งมุ่งเน้นไปที่ปรากฏการณ์นี้ และในปี 2018 ศาสตราจารย์อาเธอร์ แอชคิน ก็ได้มอบรางวัลโนเบลให้กับผลงานบุกเบิกในสาขานี้ แสงถูกใช้เพื่อจับเซลล์ที่มีชีวิตและเคลื่อนย้ายอนุภาคเล็กๆ ของสสาร ตอนนี้ปรากฎว่าสามารถใช้แรงเดียวกันในการผสมของเหลวได้
“นาโนแอนเทนนาของเราเปลี่ยนแสงโพลาไรซ์แบบวงกลมให้กลายเป็นกระแสน้ำวนเชิงแสง และพลังงานแสงก็หมุนไปรอบๆ มัน”
Alexander Shalin ศาสตราจารย์คณะฟิสิกส์ ITMO
ขึ้นอยู่กับการค้นพบล่าสุดในสนามนักวิทยาศาสตร์ด้านสายตาจากเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กได้พัฒนานาโนนาโนซึ่งประกอบด้วยซิลิคอนก้อนเล็ก ๆ ที่มีขนาดประมาณ 200 นาโนเมตร อุปกรณ์นี้ซึ่งมองไม่เห็นด้วยตามนุษย์สามารถส่งผลกระทบต่อแสงในวิธีพิเศษได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นอกเหนือจาก nanoantennas นักวิทยาศาสตร์ยังเสนอการแนะนำของอนุภาคนาโนทองคำในของเหลว อนุภาคที่ถูกจับโดย vortex แบบออปติคัลจะเริ่มหมุนรอบลูกบาศก์ของซิลิกอนทำหน้าที่เป็น“ ช้อน” ผสมสำหรับผสมรีเอเจนต์ ยิ่งไปกว่านั้นขนาดของระบบดังกล่าวมีขนาดเล็กมากจนสามารถเพิ่มการแพร่กระจายในมุมหนึ่งของไมโครคอนเทคเตอร์หลายร้อยครั้งได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งที่เกิดขึ้นในอีกมุมหนึ่ง
“ทองคำมีความเฉื่อยทางเคมีวัสดุที่ทำปฏิกิริยาน้อย นอกจากนี้ยังไม่เป็นพิษ ยิ่งกว่านั้น เราจำเป็นต้องออกแบบให้มีเพียงอนุภาคนาโนและแรงดันการแผ่รังสีเท่านั้นที่กระทำต่ออนุภาคนาโน เพื่อไม่ให้แรงอื่นๆ บังคับให้พวกมันถูกดึงเข้าหาเสาอากาศ มิฉะนั้น อนุภาคก็จะเกาะติดกับมัน ผลกระทบนี้จะสังเกตได้จากอนุภาคทองคำในขนาดที่กำหนดหากเราส่องระบบด้วยเลเซอร์สีเขียวปกติ "เราได้ดูโลหะอื่นๆ แล้ว แต่สำหรับเงิน ผลกระทบนี้จะสังเกตได้ในช่วงอัลตราไวโอเลตเท่านั้น ซึ่งสะดวกน้อยกว่า แต่อาจเป็นประโยชน์ในการเพิ่มประสิทธิภาพของปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลบางชนิด"
Adrianos Valero หนึ่งในผู้เขียนหลักของการศึกษาวิจัยนี้
โดยวิธีการวิธีนี้สามารถใช้ไม่เพียง แต่สำหรับการผสมของเหลว แต่สำหรับการแยกอนุภาคนาโนทองคำ: หากนักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องเลือกอนุภาคทองในขนาดที่กำหนดตัวอย่างเช่น 30 นาโนเมตรสำหรับการทดลอง จนถึงปัจจุบันระบบได้รับการออกแบบอย่างเต็มที่และแบบจำลองเชิงทฤษฎีได้รับการพัฒนาขึ้นมา การทำการทดลองจะเป็นขั้นตอนต่อไป