11528

بررسي روش هاي اختلاط سيالات در ديسك ها و چيپ هاي ميكروفلوئيدي

1399

استاد مهدي نويدبخش

استاد مهدي نويدبخش

در سال‌هاي اخير فناوري مربوط به سيستم‌هاي ميكروفلوئيدي به سرعت در حال گسترش بوده و كاربردهاي وسيعي در صنايع شيميايي و بيوتكنولوژي پيدا كرده است. اين تجهيزات به صورت يك آزمايشگاه روي تراشه يا روي ديسك مي باشند و براي فرآيندهاي مختلفي چون اختلاط، واكنش شيميايي، جدايش و استخراج به كار مي روند. به علت كوچك بودن ابعاد اعداد رينولدز اين تجهيزات بسيار پايين است، بنابراين در فرايندي چون اختلاط جريان هيچگاه متلاطم نمي شود و كارايي اختلاط بسيار ضعيف است، زيرا در اين رژيم اختلاط فقط در نتيجه پخش مولكولي است و بنابراين براي رسيدن به يك درجه اختلاط مناسب به يك مسير طولاني و زمان بالا نياز است. يكي از راه هاي افزايش اختلاط در اين وضعيت استفاده از ميكرو ميكسرها است. ميكروميكسر ها به دو دسته اصلي فعال و غيرفعال تقسيم مي‌شوند. ميكروميكسر فعال نياز به انرژي ورودي خارجي چون اعمال ميدان الكتريكي، مغناطيسي و ...دارد، در حالي كه اختلاط در ميكروميكسر غير فعال از تعامل جريان اصلي با هندسه كانال كه به شكل خاصي طراحي شده است، بدون هيچ گونه انرژي خارجي صورت مي‌گيرد. ميكروميكسر فعال عملكرد بهتري دارد ولي در اكثر موارد هزينه ساخت آن بالاست و يا حرارت توليد شده به نمونه هاي بيولوژيكي طي فرآيند آسيب مي رساند. در بسياري از ميكروميكسر هاي غيرفعال بر مبناي ديفيوژن مولكولي، پديده جابجايي در امتداد جريان اصلي است، بنابراين پديده انتقال در جهت عرضي فقط از طريق نفوذ مولكولي است، در حالي كه اگر بتوان با روشي جريان هاي ثانويه در جهت عرضي ايجاد كرد، اختلاط به طور قابل توجهي بهبود مي يابد و مي‌توان با هندسه هاي ساده تر به درجات اختلاط بالاتري رسيد. گردابه هاي عرضي در مقطع كانال هاي منحني مثالي براي اين روش است كه باعث مي‌شود فصل مشترك بين دو سيال تحت اختلاط افزايش يافته و اختلاط بهبود يابد.

6/20/2021 12:00:00 AM

77164

1401/09/28

Fluid mixing methods in microfluidic discs and chips

ميكروميكسر , اختلاط , تراشه , ديسك , غيرفعال

Micromixer , Mixing , Chip , Disk , Passive