La microfluidica è la scienza della progettazione, produzione e formulazione di dispositivi e processi che trattano volumi di fluido dell'ordine di nanolitri (simbolizzato nl e che rappresenta unità di 10-9 litri) o picolitri (simbolizzato pl e che rappresenta unità di 10-12 litri ). I dispositivi stessi hanno dimensioni che vanno da millimetri (mm) fino a micrometri (? M), dove 1? M = 0.001 mm.
L'hardware microfluidico richiede una costruzione e un design che differiscono dall'hardware macroscala. In genere non è possibile ridimensionare i dispositivi convenzionali e quindi aspettarsi che funzionino in applicazioni di microfluidica. Quando le dimensioni di un dispositivo o sistema raggiungono una certa dimensione man mano che la scala si riduce, le particelle di fluido, o particelle sospese nel fluido, diventano di dimensioni confrontabili con l'apparato stesso. Questo altera drasticamente il comportamento del sistema. L'azione capillare cambia il modo in cui i fluidi passano attraverso tubi di microscala, rispetto ai canali macroscala. Inoltre, sono coinvolti fattori sconosciuti, in particolare per quanto riguarda il trasferimento di calore su microscala e il trasferimento di massa, la natura di cui solo ulteriori ricerche possono rivelare.
I volumi coinvolti nella microfluidica possono essere compresi visualizzando la dimensione di un contenitore da un litro e quindi immaginando frazioni cubiche di questo contenitore. Un litro è leggermente più di un quarto di liquido negli Stati Uniti. Un cubo che misura 100 mm (poco meno di quattro pollici) su un bordo ha un volume di un litro. Immagina un cubo minuscolo la cui altezza, larghezza e profondità sono 1/1000 (0.001) di queste dimensioni o 0.1 mm. Questa è la dimensione di un piccolo chicco di zucchero da tavola; ci vorrebbe una forte lente d'ingrandimento per risolverlo in un cubo riconoscibile. Quel cubo occuperebbe 1 nl. Un volume di 1 pl è rappresentato da un cubo la cui altezza, larghezza e profondità sono 1/10 (0.1) di quelle di un cubo da 1 nl. Ci vorrebbe un potente microscopio per risolverlo.
I sistemi microfluidici hanno applicazioni potenziali diverse e diffuse. Alcuni esempi di sistemi e processi che potrebbero impiegare questa tecnologia includono stampanti a getto d'inchiostro, apparecchiature per la separazione delle cellule del sangue, analisi biochimiche, sintesi chimica, analisi genetica, screening farmacologico, elettrocromatografia, microlavorazione superficiale, ablazione laser e microlavorazione meccanica. Non sorprende che l'industria medica abbia mostrato un vivo interesse per la tecnologia della microfluidica.
Vedi anche nanotecnologia.