Sviluppo di un dispositivo 3D grafene elettrodi dielettroforetiche

Hongyu Xie; Radheshyam Tewari; Hiroyuki Fukushima; Jeffri Narendra; Caryn Heldt; Julia King; Adrienne R. Minerick

doi:10.3791/51696

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Articolo metodologico

Sviluppo di un dispositivo 3D grafene elettrodi dielettroforetiche

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DOI:

10.3791/51696

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22 giugno 2014

Hongyu Xie¹ , Radheshyam Tewari² , Hiroyuki Fukushima³ , Jeffri Narendra³ , Caryn Heldt¹ , Julia King¹ , Adrienne R. Minerick¹

¹Department of Chemical Engineering, Michigan Technological University, ²Department of Mechanical Engineering, Michigan Technological University, ³XG Sciences, Inc.

In questo articolo

Sommario

Un Microdevice con potenziale elevato throughput serve a dimostrare tridimensionale (3D) dielettroforesi (DEP) con nuovi materiali. Il grafene carta nanoplatelet e nastro biadesivo sono stati alternativamente accatastati; un micro-ben 700 micron è stato perforato trasversale agli strati. Comportamento DEP di perle di polistirene è stata dimostrata nel micro-bene.

Abstract

La progettazione e la realizzazione di un nuovo 3D Microdevice elettrodo con 50 micron di carta grafene spessa e 100 micron nastro biadesivo è descritto. Dettagli Il protocollo le procedure per costruire un versatile, riutilizzabile, a strati multipli, camera dielettroforesi laminato. In particolare, sei strati di 50 pm x 0,7 centimetri x 2 cm carta grafene e cinque strati di nastro biadesivo stati alternativamente accatastati insieme, poi fissati su un vetrino. Poi un micron di diametro micro-e 700 è stato perforato attraverso la struttura laminata con una macchina micro perforazione controllati dal computer. Proprietà isolanti dello strato di nastro tra gli strati di grafene adiacenti sono state garantite da test di resistenza. Argento epossidico conduttivo collegato strati alternati di carta grafene e formò connessioni stabili tra il foglio di grafene e gli elettrodi filo di rame esterni. Il dispositivo finito è stato poi bloccato e sigillato su un vetrino. Il gradiente di campo elettrico è stato modellato entro tegli dispositivo multi-strato. Comportamenti dielettroforetiche di 6 micron perle di polistirene sono state dimostrate nel 1 mm di profondità micro-bene, con una conducibilità medie che vanno da 0,0001 S / m per 1,3 S / m, e applicate frequenze del segnale da 100 Hz a 10 MHz. Risposte dielettroforetiche negative sono state osservate in tre dimensioni su gran parte dello spazio conducibilità frequenza e cross-over valori di frequenza sono coerenti con i valori di letteratura precedentemente riportati. Il dispositivo non ha impedito elettroosmosi e elettrotermici flussi AC, che si sono verificati nelle regioni a bassa e alta frequenza, rispettivamente. La carta grafene utilizzato in questo dispositivo è versatile e, successivamente, potrebbe funzionare come un biosensore dopo caratterizzazioni dielettroforetiche sono completi.

Introduzione

Il grafene è un nuovo materiale noto per le sue proprietà elettroniche di alta qualità e potenziali chimici e biosensori domande ^1. Nanoplatelets grafene sono stati utilizzati per il supporto di catalizzatore ^{2, 3, 4,} biosensori supercondensatori ⁵ e compositi-elettrodi compresi grafene / polianilina e compositi nanoparticelle di silicio / grafene ^6-8. Questo manoscritto descrive l'utilizzo di carta grafene come elettrodi in un unico tridimensionale (3D), dispositivo microfluidica strati. Elettrodi di carta grafene sono stati stratificati con isolante nastro biadesivo e una camera forato all'interno del quale è stat....