پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی مکانیک > مقطع کارشناسی ارشد > سال 1401
پدیدآورندگان:
حامد منصوری [پدیدآور اصلی]، محمد محسن شاه مردان[استاد راهنما]، محسن نظری[استاد راهنما]
چکیده: در این پژوهش با استفاده از روش الکتروکینتیک که به عنوان یک تکنیک برای هدایت ذرات عمل میکند، سعی شدهاست تا براساس مدلسازی عددی بدستآمده به شیوهی المان محدود، میکروچیپی طراحی گردد که بهترین عملکرد در زمینهی تفکیک و هدایت ذرات هدف، بسمت یک مسیر تعرفشده را ارائه دهد. در این هندسه یک الکترود شناور از جنس طلا در کف میکروکانال، مابین دو الکترود دیگری که به منبع ولتاژ متصل هستند قرار داده شدهاست. در این روش هنگامی که سطحی را در یک محلول الکترولیت غوطه ور میکنیم و تحت میدان الکتریکی قرار میدهیم، آن سطح بلافاصله قطبیده میشود و یک قسمت از سطح دارای بار منفی و قسمت دیگر آن سطح، دارای بار مثبت میشود. ذرات باردار موجود در محلول، هریک به قسمتی از سطح جذب میشوند. در این پژوهش مفهوم الکتروکینتیک بار القایی مورد بررسی قرار گرفته است که با استفاده از خاصیت پولاریزه شدن یک صفحه رسانا (الکترود شناور) که در میدان الکتریکی واقع شده است، گردابههایی در سیال و بر روی این الکترود شناور ایجاد میشوند و میکروذرات داخل سیال پس از رسیدن به الکترود شناور در گردابههای ICEK به دام افتاده و از طریق کانال دومی که برروی سقف میکروکانال، به صورت متقاطع با کانال اصلی در مقابل الکترود شناور تعبیه شده است، هدایت میشوند. بدین ترتیب توانستیم 100درصد ذرات را به سمت کانال فرعی منحرف کنیم. در این پژوهش، عملکرد بهتر الکترواسموزیس القایی و نقش ولتاژ و سرعت در جدایش و هدایت ذرات نشان دادهشدهاست. قراردادن کانال متقاطع و غیر همسطح با کانال اصلی و الکترودهایی در ابتدای کانال، در این میکروکانال به عنوان یک نوآوری در طرح اولیه آن میباشد. لذا به واسطهی کانال فرعی دوم میتوان ذرات تجمع یافته برروی الکترود شناور را به سمت محیط دیگری هدایت کرد که میتوان بررسی های دقیق تر (مانند شمارش تعداد ذرات هدف معلق در سیال) را در محیط دوم به انجام رساند. همچنین قرار دادن الکترودهایی در ابتدای کانال اصلی و ایجاد میدان غیریکنواخت به واسطهی آنها، باعث میشود در این هندسه علاوه بر تجمع ذرات، از مسیر تعیین شدهایی عبور داده شوند. در نتایج شبیه سازی مشاهده شد که برای سرعتهای ورودی ( μm/s 1200-150) به ترتیب با ولتاژهای اعمالی ( V10-33) (به الکترود سمت چپ الکترود شناور) میتوان 100درصد ذرات را به سمت کانال فرعی هدایت و جداسازی کرد. برای معتبرسازی نتایج شبیهسازی، آزمایش تجربی برای ذرات مخمر ساکارامایسس سرویزیه معلق شده در محلول پتاسیم کلراید انجام شده است که این محلول توسط پمپ سرنگی برروی سرعت ورودی μm/s1200تنظیم شده و الکترودهای دو سمت الکترود الکترود شناور برروی ولتاژ 33 ولت که مشابه آنچه در شبیهسازی مشاهده شده بود 100 درصد میکروذرات به سمت کانال فرعی هدایت و جداسازی شدند. اینگونه جدایی و تفکیک ذرات در یک سیال، بمنظور رسیدن به اهدافی است که در زمینههای مختلف علوم مورد استفاده قرار میگیرد.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#کلمات کلیدی: الکتروکینتیک #الکترواسموسیس #بار القایی #الکترود شناور #گردابههای ICEK #جدایش ذرات
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده: