Desenvolvimento de um dispositivo 3D Grafeno Eletrodo dieletroforética

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

doi:10.3791/51696

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Artigo de método

Desenvolvimento de um dispositivo 3D Grafeno Eletrodo dieletroforética

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DOI:

10.3791/51696

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22 de junho de 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.

Neste artigo

Resumo

Um microdispositivo com elevado potencial de transferência é utilizado para demonstrar tridimensional (3D) dieletroforese (DEP) com novos materiais. Papel nanoplatelet grafeno e fita dupla face foram alternadamente empilhados; um micro-poços 700 um foi perfurado transversal às camadas. DEP comportamento de esferas de poliestireno, foi demonstrada em micro-poços.

Resumo

O projeto e fabricação de um romance microdispositivo eletrodo 3D usando 50 mm de espessura e papel grafeno 100 mm fita dupla face é descrito. O protocolo detalha os procedimentos para a construção de um, reutilizável, múltiplas camadas versátil, câmara dieletroforese laminado. Especificamente, seis camadas de 50 mm x 0.7 cm x 2 cm de papel grafeno e cinco camadas de fita adesiva de face dupla foram alternadamente empilhados juntos, em seguida, fixar-se uma lâmina de vidro. Em seguida, um um de diâmetro de micro-poços 700 foi perfurado através da estrutura de laminado utilizando uma máquina de perfuração de micro controlado por computador. Propriedades de isolamento da camada de fita adesiva entre as camadas adjacentes grafene foram asseguradas por testes de resistência. Prata epóxi condutor ligado camadas alternadas de papel grafeno e formaram conexões estáveis entre o papel grafeno e os eletrodos de fio de cobre externas. O dispositivo acabado foi então fixada e selada a uma lâmina de vidro. O gradiente de campo elétrico foi modelado dentro de tele dispositivo multi-camada. Comportamentos dieletroforética de 6 mM esferas de poliestireno foram demonstrados nos 1 mm de espessura micro-Bem, com condutividades médias que variam de 0,0001 S / m para 1,3 S / m, e aplicados frequências de sinal de 100 Hz a 10 MHz. Dielectrof oréticas respostas negativas foram observadas em três dimensões sobre a maior parte do espaço condutividade freqüência e cross-over valores de frequência são consistentes com os valores da literatura anteriormente relatados. O dispositivo não impediu eletroosmose e eletrotérmica fluxos de corrente alternada, que ocorreram nas regiões de baixa e alta freqüência, respectivamente. O papel grafeno utilizado neste dispositivo é versátil e pode posteriormente funcionar como um biossensor após caracterizações dielectrof oréticas estão completas.

Introdução

O grafeno é um novo material conhecido por suas propriedades eletrônicas de alta qualidade e potenciais aplicações de produtos químicos e biossensores ^1. Nanoplatelets grafeno têm sido utilizados para suporte de catalisador ^{2, 3, 4,} biossensores super-capacitores ⁵ e-eletrodos compósitos incluindo grafeno / polianilina e compósitos de nanopartículas de silício / grafeno ^6-8. Este manuscrito descreve a utilização de papel grafeno como eletrodos em um único tridimensional (3D), dispositivo micro camadas. Eletrodos papel de grafeno foram laminados com fita dupla face isolante e uma câmara perfurado dentro da qual AC 3D dieletr....