Microelectrode 구조에 의해 발생 AC 계면 현상

Summary

마이크로 및 나노 스케일 더 현실로되어 가고 있도록 기술 및 정지 유체 입자를 조작하는 것은, AC 동전 기학 같은 개발을 계속합니다. 여기, 우리는 어떻게 실험 관찰 해석하는 이러한 장치와를 조작하는 방법, AC 동전 기학 뒤에 물리학에 대해 설명합니다.

Abstract

AC 동전 기학 분야는 빠르게 인해의 마이크로 및 나노 스케일, 랩 - 온 - 어 - 칩 응용 프로그램을위한 필수되는 역동적인 유체 및 입자 조작을 수행하는 능력으로 성장하고있다. AC 계면 현상은 유체 또는 중지 입자 (유전체 또는 생물 학적 물질로 만들어져 포함)와 행동은 그들이 가지 방법 ^{1, 2} 놀라운으로 이동하는 원인이되는 힘을 생성하는 전기 필드를 사용합니다. 하나의 채널 내에서, AC 동전 기학는 활성 마이크로 혼합, 입자 분리, 입자 위치 및 마이크로 pattering 많은 필수 온 - 칩 작업을 수행할 수 있습니다. 하나의 장치는 단순히 같은 주파수 또는 적용 전압의 진폭과 같은 작동 매개 변수를 조정하여 이러한 작업을 여러를 달성할 수 있습니다. 적합 전기 필드는 쉽게 microchannels 통합 마이크로 전극에 의해 만들 수 있습니다. 그것은 AC 동전 기학 가능성이 의료 진단 ^3-5, 환경 모니터링 ⁶ 국토 안보부 ^{7 일에} 깊은 영향을 미칠 것이라고이 분야에서 엄청난 성장에서 분명하다.

일반적으로 세 AC 계면 현상 (AC electroosmosis, dielectrophoresis와 AC electrothermal 효과) 운영 매개 변수에 고유한 종속성이 각각있다. 이러한 운영 매개 변수의 변경은 따라서 입자 또는 액체의 행동을 바꾸고, 다른 이상 지배되는 하나의 현상을 일으킬 수 있습니다.

그것은 AC 동전 기학을 기초 복잡한 물리학으로 인해 입자와 유체의 행동을 예측하기가 어렵습니다. 그것은 물리학을 설명하고 입자와 유체 행동을 명료하게하다이 간행물의 목표입니다. 우리의 분석은 또한 그들을 생성하는 전극 구조를 조작하는 방법을 다루고, 여러 인기있는 장치 설계를 사용하여 실험 관찰 다양한 숫자를 해석하는 방법. 이 동영상이 문서는 과학자와 엔지니어가 이러한 현상을 이해하고 자신의 연구에 AC 동전 기학을 사용하여 시작하는 것이 좋습니다 수도 있습니다 도움이 될 것입니다.

Protocol

유리 기판에 CR / 오 전극을 Fabricating

부품 1A : 습식 엣지 방법

* 최고 품질의 장치, 제조 공정은 클린룸 환경에서 수행되어야하거나 층류 흐름 후드 아래에 있도록 먼지 및 기타 오염 물질의 패턴에 영향을 미치지 않습니다.

1. 4 인치 유리 슬라이드에 의해 2 인치가에 배치하는 온수 (80 ° C) 피라 냐가 솔루션 (5시 7분 H ₂ O ₂ : H ₂ SO ₄₎ 오염 물질을 (특히 유기)를 제거 후 DI에 씻어서 30 분 물과 압축 공기 건조.
2. 20 nm의 피크와 200 nm의 오는 전자빔 증발기와 기판에 입금됩니다.
3. 시플리 1,827 긍정적인 포토 레지스트는 spincoater (3000 RPM 1000 RPM / s의 램프, 30초 회전 시간)와 함께 유리 슬라이드에 입금됩니다.
4. 기판은 다음 100 ° C. 2 분 동안 부드럽게 구운 아르
5. 마스크의 패턴은 206 MJ / cm ² 총 8.4 초 동안 연락 자외선 노출과 포토 레지스트로 전송됩니다.
6. DI 워터 헹굼 다음 잘....

Discussion

이 비디오에서는, 우리는 AC 계면 현상에 의한 입자와 유체 조작 행동의 다양한 나타났습니다. 이러한 현상을 생성하는 전극은 조작하기 쉽고 쉽게 다른 많은 시스템에 통합될 수 있습니다. 우리가 표시된 것처럼, AC 동전 기학의 사용에 대한 여러 응용 프로그램이 있습니다. 이러한 장치의 융통성뿐만 아니라 조작의 급속한 자연, 그들은 특히 매력적 수 있습니다. 건강 관리 및 기타 산업 연구실 - 온 - 칩 시스템을 포용하기 시작, 우리는 가능성이 중요한 부분으로 이러한 장치에서 AC 동전 기학의 결합을 볼 수 있습니다.

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Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
2" by 4" Pyrex Glass Slide	Substrate			Pyrex 7740
크롬 마스크	재질			이 포토마스크는 micr– 그(것)들에 Lectrode 패턴은 다양한 microfabrication 센터에서 주문할 수 있습니다.
PDMS 마이크로채널	재료			: 이들은 사내에서 제작 및 사용할 수 있으며 간단한 현미경 슬라이드로 충분할 수 있습니다.
과산화수소 30%	시약	Fisher Scientific	7722-84-1	인증 ACS, Fisher Scientific
황산	시약	Fisher Scientific	A300-212	인증 ACS 플러스
아세톤 전자 등급	시약	Fisher Scientific	A946-4
Shipley 1827 포지티브 포토레지스트	시약	MicroChem Corp.
Shipley 351 개발자	시약	MicroChem Corp.
금 Etchant	시약	Transene Company, Inc.	유형 TFA
크롬 포토마스크 에칭제	시약	Cyantek Corporation	CR-7S
NR-7 1500 PY 네거티브 레지스트	시약	Futurrex
RD6 개발자	시약	Futurrex