La technologie

Par rapport aux viscosimètres ou rhéomètres conventionnels, les appareils microfluidiques de Rheosense apportent une série d’avantages évidents :

  • Mesure sur des échantillons de seulement quelques microlitres ;
  • Détermination de fluides newtoniens et non newtoniens ;
  • Mesures en cas de vitesses de cisaillement extrêmement élevées sans turbulences ;
  • Aucune évaporation ni contamination des échantillons ;
  • Option de capacité de traitement élevée en cas de mesure dans une cellule d’écoulement ;
  • Détermination de la viscosité élongationnelle.

Mesures plus précises de la viscosité

Le viscosimètre VROC® de Rheosense permet de réaliser une caractérisation complète en fonction de la vitesse de cisaillement ou de la température. Parallèlement, cet appareil constitue une alternative économique pour procéder à une caractérisation étendue de fluides complexes non newtoniens sur une grande étendue dynamique.

Le viscosimètre VROC® de Rheosense mesure la viscosité réelle ou absolue, contrairement aux appareils conventionnels, qui ne parviennent qu’à une approximation.

Utilisation de microsystèmes électromécaniques et de la microfluidique

Les dispositifs microfluidiques atteignent une précision inédite dans les caractéristiques d’écoulement, même sur des échantillons d’un volume extrêmement réduit. Dans le cas du viscosimètre de Rheosense, il est question de quelques microlitres. De par le concept de la cellule d’écoulement, cette technologie convient également aux mesures à des vitesses de cisaillement très élevées et induit une réduction des coûts.

Les microsystèmes électromécaniques (MEMS) regroupent des éléments mécaniques, des capteurs, des actionneurs et des composants électroniques sur un support standard en silicone fondé sur un principe de fabrication microscopique. Cette conception permet d’atteindre une précision extrême à des échelles très réduites.

La combinaison de la microfluidique et des MEMS a permis à Rheosense de redéfinir le concept de viscosimètre et de mettre au point un modèle plus astucieux et plus rapide dont la précision est de l’ordre du microlitre. En conséquence, la technologie Rheosense VROC® offre des possibilités dépassant de loin les limites des viscosimètres conventionnels.

Principe de fonctionnement du viscosimètre VROC®

 

FIGURE 1. SCHÉMA DE LA CELLULE MICROFLUIDIQUE FENDUE RECTANGULAIRE VROC®.

FIGURE 1. SCHÉMA DE LA CELLULE MICROFLUIDIQUE FENDUE RECTANGULAIRE VROC®.

Une cellule VROC® détermine la viscosité en identifiant la chute de pression d’un fluide d’essai se déplaçant à travers un canal de mesure microfluidique rectangulaire. Cette mesure se fonde sur la célèbre loi de Hagen-Poiseuille (K. Walters, Rheometry, Chapman et Hall, Londres, 1975) et est également mentionnée dans la pharmacopée américaine.

Alors que le fluide d’essai coule à travers la cellule d’écoulement, la matrice de capteurs de pression mesure la pression en fonction de la position.

FIGURE 2. PRESSION EN FONCTION DE LA POSITION POUR LES CONCENTRATIONS BASSES ET ÉLEVÉES EN GLYCÉROL

FIGURE 2. PRESSION EN FONCTION DE LA POSITION POUR LES CONCENTRATIONS BASSES ET ÉLEVÉES EN GLYCÉROL

La figure 2 illustre les données de mesure brutes de 2 échantillons de glycérol. Une concentration plus élevé de glycérol produit une viscosité supérieure et une chute de pression plus importante dans le canal de mesure (blocs noirs). À l’inverse, une concentration plus faible entraîne une viscosité inférieure et, en conséquence, une baisse de pression plus réduite (blocs rouges) (carrés noirs). Téléchargez la note d’application pour en savoir plus.