طراحي ميكروپمپ غيرفعال با استفاده از خاصيت نفوذپذيري گازي PDMS

كارشناسي ارشد

اخيراً تجهيزات ميكروفلوئيديك در زمينه ادوات آزمايشگاهي سيار در محل، سنسورها و همچنين ساير زمينه‌ها عرصه جديدي را بر روي پيشرفت بشر گشوده‌اند. اين سيستم‌ها كاربردهاي زيادي دارند مثلاً در حوزه نانوتكنولوژي، سنتز نانومواد با توزيع اندازه باريك از كاربردهاي مهم اين تراشه‌هاست. دو بخش كليدي براي اغلب تراشه‌هاي ميكروفلوئديكي، ميكروپمپ‌ها و ميكروميكسرها هستند. با توجه به اينكه تاكنون ميكروميكسرها و ميكروپمپ‌هاي بسيار زياد و متنوعي توسعه يافته‌اند، انتخاب بين آن‌ها باعث سردرگمي طراحان مي‌شود. اين پژوهش به انتخاب ميكروميكسر و ميكروپمپ بهينه به‌منظور ساخت يك تراشه ساده و ارزان، پرداخته است. در موردميكروميكسرها، با استفاده از نرم‌افزار كامسول، يك دسته از ميكروميكسرهاي متداول غيرفعال با سهولت ساخت بالا، يعني ميكروميكسرهاي كاتوئيك، شبيه‌سازي شده و نتايج آن‌ها مورد مقايسه قرار گرفتند. ابعاد بهينه اين ميكروميكسرها از مقالات استخراج شده بود. با استفاده از شبيه‌سازي، جريان‌هاي گردابي داخل ميكروميكسرها شناسايي شدند. طبق نتايج برخي ميكروميكسرها از جهت اينكه سريع‌تر به غلظت همگون رسيدند، برتري دارند و برخي از جهت اينكه غلظت نهايي به حالت تناسبي 50 درصد نزديك‌تر مي‌شود مرجح هستند. ميكروميكسر حاشيه مربعي طبق نتايج اين شبيه‌سازي تقريباً از هر دو جهت مناسب بود. از طرفي به‌منظور انتخاب ميكروپمپ بهينه، ميكروپمپ‌هاي غيرفعال موجود دسته‌بندي، و به علت سهولت ساخت و خواص منحصربه‌فرد PDMS، ميكروپمپ بر پايه خاصيت نفوذپذيري PDMS انتخاب شد. يك تراشه ساده با به‌كارگيري اين مكانيزم پمپاژي ساخته و تست شد. دستگاهي براي سنجش ميزان نفوذپذيري ممبران تعبيه و رابطه نفوذپذيري با افزايش ضخامت سنجيده شد. با افزايش ضخامت، نفوذپذيري افزايش مي‌يابد.

209962

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي نانو مواد

استاد صادق صادق زاده