Fenômenos AC eletrocinéticas Gerado por Estruturas microeletrodos

Summary

Manipulação de líquidos e partículas em suspensão nas tecnologias de micro e nano-escala é cada vez mais de uma realidade tão propício, como o AC electrokinetics, continue a se desenvolver. Aqui, discutimos a física por trás AC electrokinetics, como fabricar estes dispositivos e como interpretar as observações experimentais.

Abstract

O campo da AC electrokinetics está crescendo rapidamente, devido à sua capacidade de executar fluido dinâmico e manipulação de partículas na micro e nano-escala, que é essencial para Lab-on-a-Chip aplicações. Fenômenos AC eletrocinética uso de campos elétricos para gerar forças que atuam sobre os fluidos ou partículas em suspensão (incluindo aqueles feitos de material dieléctrico ou material biológico) e levá-los a se mover em maneiras surpreendentes ^{1, 2.} Dentro de um único canal, AC electrokinetics pode realizar muitos essenciais on-chip operações como o posicionamento de partículas ativas micro-mistura de partículas, separação e micro-tamborilar. Um único dispositivo pode realizar várias dessas operações simplesmente ajustando os parâmetros operacionais, tais como freqüência ou amplitude da voltagem aplicada. Adequado campos elétricos podem ser facilmente criados por micro-eletrodos integrados microcanais. É claro o enorme crescimento nesse campo que AC electrokinetics provavelmente terá um efeito profundo sobre o diagnóstico de saúde ^{3-5, 6} de monitoramento ambiental e segurança nacional ^7.

Em geral, existem três fenômenos AC eletrocinéticas (AC Eletroosmose, dieletroforese e AC efeito eletrotérmica) cada um com dependências única sobre os parâmetros de funcionamento. Uma mudança nestes parâmetros operacionais pode causar um fenômeno de se tornar dominante sobre outra, mudando assim o comportamento das partículas ou fluido.

É difícil prever o comportamento das partículas e fluidos, devido à complicada física que estão por trás AC electrokinetics. É o objetivo desta publicação para explicar a física de partículas e elucidar e comportamento de fluidos. Nossa análise também abrange a forma de fabricar as estruturas eletrodo que gerá-los, e como interpretar um grande número de observações experimentais utilizando vários projetos de dispositivos popular. Este artigo vídeo ajudará os cientistas e engenheiros entender esses fenômenos e pode incentivá-los a começar a usar o AC Electrokinetics em suas pesquisas.

Protocol

Fabricação de Cr / Au eletrodos em substratos de vidro

Parte 1A: Método Etch Wet

* Para os dispositivos de alta qualidade, o processo de fabricação deve ser realizada em um ambiente de sala limpa ou em capelas de fluxo laminar para que a poeira e outros contaminantes não afetará o padrão.

1. 2 polegadas por slides de 4 polegadas de vidro são colocados em uma aquecida (80 ° C) solução de Piranha (05:07 H ₂ O _2: H ₂ SO ₄₎ por 30 minutos para remover os contaminantes (principalmente orgânicos) e depois lavado em DI água e secas com ar comprimido.
2. 20 nm Cr....

Discussion

Neste vídeo, temos demonstrado uma grande variedade de comportamentos de partículas e de fluidos manipulação causados ​​por fenômenos AC eletrocinética. Os eletrodos que geram esses fenômenos são fáceis de fabricar e pode ser facilmente integrado a muitos outros sistemas. Como temos mostrado, existem inúmeras aplicações para o uso de AC electrokinetics. A versatilidade destes dispositivos, bem como a natureza rápida da manipulação, os torna particularmente atraentes. Como as indústrias de saúde e outros começam a abraçar lab-on-a-chip siste.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Substrato			de Slide de Vidro Pyrex 2" por 4"
			cromada	Esta fotomáscara terá o micr– lectrode neles e podem ser encomendados a partir de uma variedade de centros de microfabricação.
Material			de microcanais PDMS	Estes podem ser fabricados e usados internamente ou uma simples lâmina de microscópio será suficiente.
Peróxido de hidrogênio 30%	Reagente	Fisher Scientific	7722-84-1	Certificado ACS, Fisher Scientific
Reagente	ácido sulfúrico	Fisher Scientific	A300-212	Certificado ACS Plus
Reagente de grau eletrônico de acetona		Fisher Scientific	A946-4
Shipley 1827 Reagente fotorresistente positivo		MicroChem Corp.
Shipley 351 Reagente Revelador		MicroChem Corp.
Reagente	de Corrosão de Ouro	Transene Company, Inc.	Tipo TFA
Chrome Photomask Reagente de Corrosão		Cyantek Corporation	CR-7S
NR-7 1500 PY Reagente de Resistência Negativa		Futurrex