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
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 …
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| 2″ by 4″ Pyrex Glass Slide | Substrate | Pyrex 7740 | ||
| chrome mask | material | This photomask will have the microelectrode patterns on them and can be ordered from a variety of microfabrication centers. | ||
| PDMS Microchannels | material | These may be fabricated and used in-house or a simple microscope slide will suffice. | ||
| Hydrogen Peroxide 30% | Reagent | Fisher Scientific | 7722-84-1 | Certified ACS, Fisher Scientific |
| Sulfuric Acid | Reagent | Fisher Scientific | A300-212 | Certified ACS Plus |
| Acetone Electronic Grade | Reagent | Fisher Scientific | A946-4 | |
| Shipley 1827 Positive Photoresist | Reagent | Microchem Inc. | ||
| Shipley 351 Developer | Reagent | Microchem Inc. | ||
| Gold Etchant | Reagent | Transene Company, Inc. | Type TFA | |
| Chrome Photomask Etchant | Reagent | Cyantek Corporation | CR-7S | |
| NR-7 1500 PY Negative Resist | Reagent | Futurrex | ||
| RD6 Developer | Reagent | Futurrex |
References
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