La science et l'art de la microfluidique impliquent la conception, la fabrication et la formulation de dispositifs et de processus pour des volumes allant jusqu'au nanolitre. (symbolisé par nl, qui représente les unités entre 10 et 9 litres) et les picolitres, (symbolisé par pl, qui représente les unités entre 10 et 12 litres). Les dispositifs ont des tailles allant du micromètre au millimètre, où 1?m correspond à 0,001 mm. Le matériel microfluidique nécessite une construction et une conception différentes de celles du matériel à grande échelle. On ne peut pas réduire les dispositifs conventionnels et s'attendre à ce qu'ils fonctionnent en microfluidique. Lorsque les dimensions d'un dispositif ou d'un système atteignent une certaine taille, à mesure que l'échelle se réduit, les particules de fluide, ou les particules en suspension dans le fluide, deviennent de taille comparable à celle de l'appareil lui-même. Le comportement du système s'en trouve considérablement affecté. Contrairement aux canaux à grande échelle, l'action capillaire modifie l'écoulement des fluides dans des tubes minuscules. En outre, des facteurs inconnus entrent en jeu, notamment en ce qui concerne le transfert de chaleur et le transfert de masse à micro-échelle, dont seule une recherche plus approfondie peut révéler la nature.
Les systèmes microfluidiques ont des applications potentielles diverses et étendues. Parmi les exemples de systèmes et de processus susceptibles d'utiliser cette technologie, citons les imprimantes à jet d'encre, les équipements de séparation des cellules sanguines, les essais biochimiques, la synthèse chimique, l'analyse génétique, le dépistage des médicaments, l'électrochromatographie, le micro-usinage de surface, l'ablation laser et le micro-fraisage mécanique. Le secteur médical s'est intéressé à la technologie microfluidique, ce qui n'est pas surprenant. Vous pouvez également voir la nanotechnologie.
Il est facile de visualiser le volume impliqué dans la microfluidique en imaginant un récipient d'un litre, puis en pensant aux fractions cubiques. Un quart liquide américain correspond à un peu moins d'un litre. Un cube mesurant 100 mm (un peu moins de quatre pouces) sur une arête a un volume d'un litre. Pensez à un petit cube dont la hauteur, la largeur et la profondeur sont de 1/1000, soit 0,01 mm. Il a à peu près la même taille qu'un grain de sucre de table. Pour le rendre reconnaissable, il faudra utiliser une loupe. Ce cube occuperait 1 nl. Un volume de 1 pl est représenté par un cube dont la hauteur, la largeur et la profondeur sont de 1/10 (0,1) de celles d'un cube de 1 nl. Pour résoudre ce problème, il faudrait un microscope suffisamment puissant pour le voir clairement.