Fenomeni AC elettrocinetico Generato da strutture microelettrodo

Summary

Manipolare fluidi e particelle in sospensione nelle tecnologie micro-e nano-scala è sempre più di una realtà come abilitazione, come elettrocinesi AC, continuare a sviluppare. Qui, si discute la fisica dietro elettrocinesi AC, come fabbricare questi dispositivi e come interpretare le osservazioni sperimentali.

Abstract

Il campo di elettrocinesi CA è in rapida crescita grazie alla sua capacità di eseguire fluidodinamica e la manipolazione di particelle sulla micro-e nano-scala, che è essenziale per Lab-on-a-Chip applicazioni. Fenomeni AC elettrocinetici utilizzare i campi elettrici di generare forze che agiscono sui liquidi o particelle sospese (compresi quelli fatti di dielettrico o materiale biologico) e causano loro di muoversi in modi sorprendenti ^{1, 2.} All'interno di un singolo canale, elettrocinesi AC può realizzare molti essenziali on-chip operazioni come attivo il posizionamento di particelle micro-miscelazione, separazione delle particelle, e micro-picchiettare. Un unico dispositivo può compiere diverse di tali operazioni con la semplice regolazione dei parametri operativi, come la frequenza o l'ampiezza della tensione applicata. Adatto campi elettrici possono essere facilmente create da micro-elettrodi integrati in microcanali. E 'chiaro dalla crescita enorme in questo campo che elettrocinesi AC probabilmente avrà un effetto profondo sulla diagnostica sanitaria ^3-5, monitoraggio ambientale ⁶ e homeland security ^7.

In generale, ci sono tre fenomeni elettrocinetici CA (AC elettroosmosi, dielettroforesi ed effetto AC elettrotermica) ciascuno con dipendenze unico sui parametri di funzionamento. Un cambiamento di questi parametri di funzionamento può causare uno dei fenomeni a diventare dominante su un'altra, cambiando così la particella o il comportamento dei fluidi.

E 'difficile prevedere il comportamento delle particelle e liquidi a causa della fisica che sono alla base complicata elettrocinesi AC. E 'l'obiettivo di questa pubblicazione per spiegare la fisica delle particelle e di spiegare e il comportamento dei fluidi. La nostra analisi riguarda anche il modo di fabbricare le strutture elettrodo che li generano, e come interpretare un ampio numero di osservazioni sperimentali utilizzando diversi disegni popolare dispositivo. In questo articolo il video aiuterà gli scienziati e gli ingegneri capire questi fenomeni e possono incoraggiarli a iniziare a utilizzare elettrocinesi AC nella loro ricerca.

Protocol

Fabbricazione di Cr / Au Elettrodi su substrati di vetro

Parte 1A: Wet Metodo Etch

* Per i dispositivi di alta qualità, il processo di fabbricazione deve essere eseguita in un ambiente sterile o sotto cappe a flusso laminare in modo che polvere e altri contaminanti non influirà sul modello.

1. 2-pollici da 4 pollici vetrini sono posti in una riscaldata (80 ° C) Piranha soluzione (5:7 H ₂ O _2: H ₂ SO ₄₎ per 30 minuti per rimuovere i contaminanti (soprattutto organici) e poi risciacquati in DI acqua e asciugati con aria compressa.
2. Cr 20 nm e 200 nm di Au....

Discussion

In questo video, abbiamo dimostrato una grande varietà di comportamenti di manipolazione di particelle e fluidi causata da fenomeni AC elettrocinetici. Gli elettrodi che generano questi fenomeni sono facili da fabbricare e può essere facilmente integrato in molti altri sistemi. Come abbiamo dimostrato, ci sono numerose applicazioni per l'utilizzo di elettrocinesi AC. La versatilità di questi dispositivi, così come la natura rapida della manipolazione, le rende particolarmente attraente. Le industrie sanitarie e gli altri cominciano ad a.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Substrato			vetrino in vetro Pyrex da 2
			maschera cromata	Questa fotomaschera avrà– su di essi e possono essere ordinati da una varietà di centri di microfabbricazione.
Materiale PDMS Microcanali				Questi possono essere fabbricati e utilizzati internamente o sarà sufficiente un semplice vetrino da microscopio.
Perossido di idrogeno 30%	Reagente	Fisher Scientific	7722-84-1	Certificato ACS,
Fisher Scientific Reagente	solforico	Fisher Scientific	A300-212	Certificato ACS Plus
Acetone Reagente di grado elettronico		Fisher Scientific	A946-4
Shipley 1827 Reagente fotoresist positivo		MicroChem Corp.
Shipley 351 Reagente sviluppatore		MicroChem Corp.
Reagente	Mordenzante d'Oro	Transene Company, Inc.	Tipo TFA
Chrome Photomask Mordenzante	Reagente	Cyantek Corporation	CR-7S
NR-7 1500 PY Negativo Resist	Reagente	Futurrex
RD6 Reagente Sviluppatore		Futurrex