Phénomènes AC électrocinétique générées par des structures microélectrodes

Summary

Manipulation des liquides et des particules en suspension dans les technologies de micro-et nano-échelle est de plus en plus d'une réalité que l'activation, comme l'électrocinétique AC, continuent à se développer. Ici, nous discutons de la physique derrière l'électrocinétique AC, comment fabriquer ces dispositifs et la façon d'interpréter les observations expérimentales.

Abstract

Le domaine de l'électrocinétique CA est en croissance rapide en raison de sa capacité d'exécuter la dynamique des fluides et la manipulation de particules sur la micro-et nano-échelle, ce qui est essentiel pour Lab-on-a-Chip applications. AC phénomènes électrocinétiques utiliser des champs électriques de générer des forces qui agissent sur ​​les fluides ou particules en suspension (y compris ceux faits de matériau diélectrique ou biologiques) et provoquer leur déplacement dans les façons étonnantes ^{1, 2.} Au sein d'un canal unique, l'électrocinétique AC peut accomplir de nombreuses essentielles sur puce des opérations telles que le positionnement des particules actives de micro-mélange, des particules de séparation, et les micro-crépitant. Un dispositif unique peut accomplir plusieurs de ces opérations en ajustant simplement les paramètres de fonctionnement tels que la fréquence ou l'amplitude de la tension appliquée. Convient champs électriques peuvent facilement être créés par des micro-électrodes intégrées dans des microcanaux. Il ressort clairement de l'énorme croissance dans ce domaine que l'électrocinétique AC aura probablement un effet profond sur la santé des diagnostics ^3-5, surveillance de l'environnement et la sécurité intérieure ^{6 7.}

En général, il ya trois phénomènes AC électrocinétique (AC t'étectroosmose, diélectrophorèse et AC effet électrothermique), chacune avec dépendances unique sur les paramètres de fonctionnement. Un changement dans ces paramètres de fonctionnement peuvent provoquer un phénomène de devenir dominante sur une autre, changeant ainsi la particule ou le comportement des fluides.

Il est difficile de prédire le comportement des particules et des fluides due à la physique compliquée qui sous-tendent l'électrocinétique AC. C'est le but de cette publication pour expliquer la physique des particules et d'élucider le comportement des fluides. Notre analyse porte également sur la manière de fabriquer les structures d'électrodes qui les génèrent, et comment interpréter un grand nombre d'observations expérimentales en utilisant plusieurs modèles populaires périphériques. Cet article vidéo aidera les scientifiques et les ingénieurs à comprendre ces phénomènes et peut les inciter à commencer à utiliser Électrocinétique AC dans leurs recherches.

Protocol

Fabrication Cr / Au électrodes sur des substrats de verre

Partie 1A: Wet procédé de gravure

* Pour les appareils de haute qualité, le processus de fabrication doit être réalisée dans un environnement de salle blanche ou sous des hottes à flux laminaire afin que la poussière et autres contaminants n'affectera pas le motif.

1. 2-pouce par des lames de verre de 4 pouces sont placés dans une chauffée (80 ° C) solution de Piranha (05:07 H ₂ O _2: H ₂ SO ₄₎ pendant 30 minutes pour éliminer les contaminants (surtout organique) et ensuite rincés dans DI l'eau et ....

Discussion

Dans cette vidéo, nous avons montré une grande variété de comportements de manipulation de particules et du fluide causée par des phénomènes AC électrocinétique. Les électrodes qui génèrent ces phénomènes sont faciles à fabriquer et peut être facilement intégré dans de nombreux autres systèmes. Comme nous l'avons montré, il ya de nombreuses applications pour l'utilisation de l'électrocinétique AC. La polyvalence de ces appareils, ainsi que la nature rapide de la manipulation, les rend particulièrement attractifs. Comme les indus.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Substrat			lame de verre Pyrex 2 » par 4
			masque chromé	Ce photomasque aura le micr– ; LeCtrode des motifs sur eux et peuvent être commandés auprès d’une variété de centres de microfabrication.
Matériau			des microcanaux PDMS	Ceux-ci peuvent être fabriqués et utilisés en interne ou une simple lame de microscope suffit.
Peroxyde d’hydrogène 30 %	Réactif	Fisher Scientific	7722-84-1	Certifié ACS, Fisher Scientific
Réactif d’acide sulfurique		Fisher Scientific	A300-212	Certifié ACS Plus
Acétone Réactif	de qualité électronique	Fisher Scientific	A946-4
Shipley 1827 Réactif photosensible positif		MicroChem Corp.
Shipley 351 Réactif de développement		MicroChem Corp.
Réactif d’étchanteur d’or		Transene Company, Inc.	Type TFA
Chrome Photomask	Etchant Réactif	Cyantek Corporation	CR-7S
NR-7 1500 PY Réactif de résistance négative		Futurrex
RD6 Réactif de développement		Futurrex