Desarrollo de un dispositivo 3D grafeno Electrodo dielectroforéticas

Resumen

Un microdispositivo con potencial de alto rendimiento se utiliza para demostrar en tres dimensiones (3D) dielectroforesis (DEP) con nuevos materiales. Papel nanoplatelet grafeno y la cinta de doble cara se apilaban alternativamente; un micro-así 700 micras fue perforado transversal a las capas. DEP comportamiento de perlas de poliestireno se demostró en el micro-así.

Resumen

El diseño y la fabricación de una novela microdispositivo electrodo 3D utilizando 50 micras de espesor de papel de grafeno y 100 micras cinta de doble cara se describe. El protocolo detalla los procedimientos para construir una, reutilizable, de múltiples capas versátil cámara dielectroforesis laminado. Específicamente, seis capas de 50 m x 0,7 cm x 2 cm de papel de grafeno y cinco capas de cinta de doble cara se apilaron alternativamente juntos, a continuación, sujetan a un portaobjetos de vidrio. A continuación, un m de diámetro micro-así 700 fue perforado a través de la estructura laminada usando una máquina de micro perforación controlado por ordenador. Propiedades aislantes de la capa de cinta entre capas de grafeno adyacentes fueron asegurados por las pruebas de resistencia. Plata epoxi conductor conectado capas alternas de papel de grafeno y formó conexiones estables entre el papel de grafeno y los electrodos de alambre de cobre externos. A continuación, el dispositivo acabado se sujeta y se sella a un portaobjetos de vidrio. El gradiente de campo eléctrico fue modelado en tque el dispositivo de múltiples capas. Comportamientos dielectroforéticas de 6 micras perlas de poliestireno se demostraron en los 1 mm de profundidad de micro pocillos, con conductividades medianas que van desde 0,0001 S / m a 1,3 S / m, y se aplican frecuencias de la señal de 100 Hz a 10 MHz. Se observaron respuestas dielectroforéticas negativos en tres dimensiones más de la mayor parte del espacio de la conductividad-frecuencia y de cruce valores de frecuencia son consistentes con valores de la bibliografía se informó anteriormente. El dispositivo no impidió electroósmosis y electrotérmicos flujos de corriente alterna, que se produjeron en las regiones de alta y baja frecuencia, respectivamente. El papel de grafeno utilizado en este dispositivo es muy versátil y, posteriormente, podría funcionar como un biosensor después de caracterizaciones dielectroforéticas son completa.

Introducción

El grafeno es un nuevo material conocido por sus propiedades electrónicas de alta calidad y potenciales químicos y biosensores aplicaciones ^1. Nanoplatelets grafeno se han utilizado para soporte del catalizador ^{2, 3, 4,} biosensores super-condensadores ⁵ y compuestas-electrodos incluidos grafeno / polianilina y compuestos de nanopartículas de silicio / grafeno ^6-8. Este manuscrito describe la utilización de papel de grafeno como electrodos en una única tridimensional (3D), dispositivo de microfluidos de capas. Electrodos de papel de grafeno se laminaron con aislante cinta de doble cara y una cámara perforado dentro de la cua....

Protocolo

1. Fabrique una estructura 3D laminado Electrodo / aislamiento

1. Para una capa de grafeno 6, 5 dispositivo de capa de cinta, cortar el papel de grafeno con un bisturí o cuchilla de afeitar similares y una regla de borde recto en seis 0,7 cm x 1,5 cm rectángulos y usar las tijeras para cortar la cinta de doble cara sensible a la presión en cinco 1.3 cm x ~ 5 cm rayas.
   NOTA: Como se muestra en la Figura 1a, esto produce un electrodo de 3 planta, 3 dispositivo de electrodo de señal de CA. El 7 mm realización de anchura de la capa es lo suficientemente estrecha como para que quepan en un portaobjetos de vidrio, sin embargo, lo suficientem....

Resultados

Experimentos dielectroforéticas en 6 perlas de poliestireno micras se llevaron a cabo en un 0,38 mm ³ cilíndrico micro pocillos. Los resultados demuestran que un 3D laminado dispositivo basado en el papel de grafeno puede ilustrar firmas dielectroforéticas similares como dispositivos de laminado de hoja metálica 3D ^{20, 21,} tradicional 2D de metal-electrodo ^{26, 27,} y los dispositivos aisladores 2D ^25. En los siguientes experimentos, se aplicó una señal de CA 15 V _{pico a pi.......}

Discusión

Este manuscrito detalla los protocolos para fabricar una capa de grafeno novela 6 y 5 capas de cinta microdispositivo. Además, el funcionamiento del dispositivo se ilustra a través de los comportamientos observados DEP de 6,08 m perlas de poliestireno junto con un enfoque de análisis de velocidad de la partícula única, geométricamente relevante. Este enfoque versátil para construir dispositivos electrocinéticos no lineales es menos costoso que el electrodo y técnicas de microfabricación capa de fluidos, mientras que dan.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Perlas de poliestireno	Spherotech, Inc.	PP-60-10	6.08 y mu; m diámetro
Papel de grafeno	XG Sciences, Inc.	XG Leaf B-072
Cinta adhesiva de doble cara	3M	N/A	136 cinta de oficina
Epoxi conductor plateado	MG chemicals	8331-14G	Parte A & B incluido
Manitol	Sigma Aldrich	091M0020V
Tampón de fosfato solución salina	OmniPur	0381C490
Microscopio (cámara CCD)	Zeiss	Axiovert 200M
Generador de función/forma de onda	Agilent	33250A
	Hamilton	84505
Pinza de papel	ADAMS	3300-50-3848
Horno	Fisher Scientific	280A
Multímetro	OMEGA	HHM25
Microfresadora	AEROTECH	ABL1500 etapas/A3200 Npaq controlador
Fresa	ULTRATOOL 708473
AxioVision	Zeiss	Versión 4.8

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