Nos chips microfluídicos, o autoimpulso dos microfluidos é limitado pela tecnologia de fabricação dos microcanais e nanocanais. Portanto, foi proposto um método de usinagem de microcanais e nanocanais na superfície de materiais rígidos e frágeis de chips utilizando uma roda de lâminas de diamante com micropontas serrilhadas distribuídas. Por meio de estudos experimentais, o mecanismo de formação dos micro e nanocanais foi analisado, assim como o papel dos parâmetros de processo e das propriedades dos materiais, além da exploração do desempenho de microfluídica autônoma. Os resultados mostram que, sob uma certa profundidade de corte e pressão de ar, ocorre concentração de tensões na superfície de contato da microponta da roda; quando se alcança o valor de fratura entre as marcas de indentação, formam-se nanocanais na superfície do material a uma velocidade muito maior do que a velocidade de rolagem da roda; ao ultrapassar o limite de resistência do material, formam-se microcanais; e a proporção profundidade/largura aumenta com o aumento da tensão máxima. A faixa de tensão máxima para formação de nanocanais no carboneto de silício monocristalino, safira e vidro óptico é de 266~750 MPa, 256~600 MPa e 74~150 MPa, respectivamente, sendo que a proporção profundidade/largura dos nanocanais no vidro óptico chega a 1,1, com rugosidade superficial de apenas 1 nm. Materiais de baixa dureza podem gerar nanocanais com alta proporção profundidade/largura, enquanto materiais com alta tenacidade à fratura apresentam a melhor qualidade de superfície. Além disso, os nanocanais podem impulsionar microfluidos autonomamente a velocidades de até 0,055 mm/s e doses tão baixas quanto 0,001 μm³/s.

microcanais e nanocanais;roda de lâminas de diamante;carboneto de silício monocristalino;safira;vidro óptico