AC תופעות electrokinetic שנוצר על ידי מבנים microelectrode

Summary

מניפולציה נוזלים חלקיקים המרחפים הטכנולוגיות שמאפשר מיקרו בקנה מידה ננו נהיה יותר של מציאות כמו, כמו AC electrokinetics, להמשיך ולפתח. כאן, אנו דנים את הפיסיקה מאחורי AC electrokinetics, איך לפברק התקנים אלה וכיצד לפרש את תצפיות ניסיוניות.

Abstract

השדה של AC electrokinetics הוא גדל במהירות בשל יכולתה לבצע נוזל דינמי מניפולציה החלקיקים על מיקרו בקנה מידה ננו, אשר חיוני עבור Lab-on-a-Chip יישומים. תופעות AC electrokinetic שימוש בשדות חשמליים כדי לייצר כוחות הפועלים על נוזלים או החלקיקים המרחפים (כולל אלה העשויים דיאלקטרי או חומר ביולוגי) ולגרום להם לנוע מדהים דרכים ^{1, 2.} בתוך ערוץ אחד, AC electrokinetics יכול להשיג הרבה חיוני על שבב פעולות כגון מיקום פעיל החלקיקים מיקרו ערבוב, חלקיק ההפרדה, מיקרו מתופף. מכשיר אחד יכול לבצע כמה פעולות אלה פשוט על ידי התאמת הפרמטרים הפעלה כגון תדירות או משרעת של מתח מיושם. שדות חשמליים מתאים ניתן ליצור בקלות על ידי מיקרו אלקטרודות משולבים microchannels. ברור מן הגידול העצום בתחום זה כי AC electrokinetics צפויה להיות השפעה עמוקה על אבחון רפואי ^3-5, ניטור סביבתי ⁶ ובטחון פנים ^7.

באופן כללי, יש שלוש תופעות electrokinetic AC (זרם חילופין electroosmosis, dielectrophoresis ותוצאה AC electrothermal) כל אחד עם תלות ייחודית על הפרמטרים ההפעלה. שינוי הפרמטרים הללו ההפעלה יכולה מטרה אחת התופעות להיות דומיננטי על פני אחרת, ובכך משנים את התנהגות החלקיקים או נוזל.

קשה לחזות את התנהגותם של חלקיקים ונוזלים בשל הפיסיקה מסובכים העומדים בבסיס AC electrokinetics. זוהי המטרה של פרסום זה כדי להסביר את הפיסיקה להבהיר החלקיקים והתנהגות הנוזלים. הניתוח שלנו מכסה גם כיצד לפברק את המבנים אלקטרודה שיוצרים אותם, כיצד לפרש מספר רב של תצפיות ניסיוניות באמצעות כמה עיצובים המכשיר הפופולרי. מאמר זה וידאו יסייעו למדענים ומהנדסים להבין תופעות אלה עשויים לעודד אותם להתחיל להשתמש AC Electrokinetics במחקר שלהם.

Protocol

בודה Cr / Au אלקטרודות על זכוכית מצעים

חלק 1A: שיטה Etch רטוב

* לקבלת המכשירים באיכות הגבוהה ביותר, תהליך ייצור יש לבצע בסביבת חדר נקי או תחת ברדסים זרימה למינרית כך אבק ומזהמים אחרים לא תשפיע על דפוס.

1. 2 אינץ' על 4 אינץ' שקופיות הזכוכית ממוקמים מחוממת (80 מעלות צלזיוס) פתרון Piranha (05:07 H ₂ O _2: H ₂ SO ₄₎ במשך 30 דקות כדי להסיר מזהמים (בעיקר אורגני) ול....

Discussion

בסרטון זה, הראינו מגוון רחב של התנהגויות החלקיקים נגרם על ידי מניפולציה של נוזל תופעות AC electrokinetic. אלקטרודות שיוצרים תופעות אלה קל לפברק ניתן לשלב בקלות לתוך מערכות רבות אחרות. כפי שהראינו, יש יישומים רבים לשימושם של AC electrokinetics. הרבגוניות של מכשירים אלו, כמו גם את האופי המהיר של מניפולציה, שהופך אותן לאטרקטיביות במיוחד. כמו בתעשיות הבריאות ושאר להתחיל לאמץ מעבדה על שבב מערכות, אנו צפוי לראות שילוב של AC electrokinetics על התקנים אלה כחלק אינטגרלי.

....

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
2 "על 4" מצע				Pyrex 7740
חומר			מסכת כרום	מסכת צילום זו תהיה micr & # 8211; דפוסי לקטרודה עליהם וניתן להזמין אותם ממגוון מרכזי מיקרו-ייצור.
חומר			מיקרו-ערוצים PDMS	אלה עשויים להיות מיוצרים ולהשתמש בהם בתוך הבית או שקופית מיקרוסקופ פשוטה תספיק.
מי חמצן 30%	ריאגנט	פישר סיינטיפיק	7722-84-1	ACS מוסמך, פישר סיינטיפיק
מגיב	חומצה גופרתית	פישר סיינטיפיק	A300-212	מוסמך ACS בתוספת
אצטון מגיב אלקטרוני בדרגה		פישר סיינטיפיק	A946-4
שיפלי 1827 מגיב פוטורסיסט חיובי		MicroChem Corp.
שיפלי 351 מפתח	ריאגנט	MicroChem Corp.
ריאגנט	תחריט זהב	טרנסן, בע"מ	סוג TFA
כרום מסכת צילום Etchant	ריאגנט	Cyantek Corporation	CR-7S
NR-7 1500 PY שלילי התנגדות	מגיב	Futurrex
RD6 מפתח	מגיב	Futurrex