پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی مکانیک > مقطع دکتری > سال 1402
پدیدآورندگان:
سید محمد احسان قدمگاهی [پدیدآور اصلی]، محمد محسن شاه مردان[استاد راهنما]، محسن نظری[استاد مشاور]
چکیده:
یکی از زمینه ها ی مطالعات در حوزه ی میکروسیالات، کنترل، تجمع و هدایت میکروذرات معلق در سیال است. برخی از کاربردهای آن مربوط به جابهجایی سلول ها، پیدا کردن ویروس ها و باکتری ها، بررسی و آنالیز سلول های زیستی و مولکول دی ان ای و غیره است. استفاده از پدیده ی الکتروکینتیک القایی و نیروی دی الکتروفورسیز یکی از روش های نو در این زمینه است. در پدیده ی الکتروکینتیک القایی، با پولاریزه شدن صفحه رسانا واقع شده در میدان الکتریکی یک میدان غیریکنواخت روی آن شکلگرفته که باعث ایجاد گردابه-هایی بر روی این صفحه می شود. به این صفحه رسانا، الکترود شناور می گویند. در این مطالعه با استفاده از ترکیب پدیده ی الکتروکینتیک القایی، درنظرگرفتن نیروی دی الکتروفورسیز با استفاده از یک میکروچیپ، میکروذرات به وسیله گردابه های روی الکترود شناور به سمت مسیر فرعی هدایت میشوند. تنظیم دلخواه درصد میزان جداسازی میکروذرات به سمت کانال فرعی با تنظیم پارامترهای ولتاژ اعمالی و سرعت ورودی سیال به میکروچیپ از نوآوریهای مطالعه حاضر است. همچنین، روش ساخت دو میکروکانال غیرهمسطح، از دیگر نوآوری های مطالعه حاضر است. در نتایج شبیهسازی مشاهده شد که برای سرعتهای ورودی (150-1200)(µm)/s میکرومتر بر ثانیه به ترتیب با ولتاژهای اعمالی (10-33)V (جهت ایجاد میدان الکتریکی در الکترود شناور) می توان 100 درصد ذرات را به سمت کانال فرعی هدایت و جداسازی کرد. برای معتبرسازی نتایج شبیه سازی، علاوه بر استفاده از مقایسه نتایج روش حاضر با نتایج بدست آمده از مطالعات گذشته، با انجام آزمایش تجربی در شرایط سرعت ورودی 1200 (µm)/s و ولتاژ اعمالی 33 V، 100 درصد ذرات مطابق با نتایج شبیه سازی به سمت کانال فرعی منحرف شدند. در گام دوم مطالعه، تجمع میکروذرات در گردابه های کانال فرعی (گردابه هایی که به دلیل وجود تغییر مقطع در کانال فرعی ایجاد شده است) برای سرعتهای بالای ورودی سیال الکترولیت انجام شد. تا کنون اکثر مطالعات انجام شده در این حوزه در سرعتهای ورودی سیال در حدود 10-1000 میکرومتر در ثانیه بوده است و مطالعات در سرعتهای بیشتر از 1 متر در ثانیه به ندرت انجام شده است. با تنظیم ولتاژ اعمالی به الکترود های اطراف الکترود شناور (الکترودهای راننده) و سرعت ورودی سیال می توان درصد تجمع میکروذرات را تغییر داد، به طوریکه در یک سرعت ورودی ثابت با افزایش میدان الکتریکی اعمالی به الکترود شناور درصد تجمع میکروذرات در گردابه های ناشی از تغییر سطح مقطع کانال فرعی افزایش می یابد. مطابق با نتایج شبیه سازی و تایید آن در آزمایش تجربی برای سرعت ورودی 8.5 m/s و ولتاژ اعمالی V20 به الکترود شناور 29 درصد میکروذرات وارد شده تجمع پیدا می کنند. تجمع میکروذرات در سرعتهای ورودی بالای 1.5 m/s به میکروچیپ و تنظیم میزان تجمع میکروذرات با بهکارگیری ترکیبی اثر پدیده ی الکتروکینتیک القایی و استفاده از گردابه های حاصل از تغییر مقطع کانال برای تجمع ذرات از نوآوری های مطالعه مرحله دوم هستند.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#میکروذرات #میکروسیال #پدیده الکتروکینتیک القایی #الکترود شناور #هدایت و جابجایی
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده: