26135

طراحي، شبيه‌سازي و ساخت ميكروشير بهينه در سامانه ميكروفلوئيديك

كارشناسي ارشد

مهندسي نانو فناوري گرايش نانو مواد

1400

1400/10/12

دكتر صادق صادق زاده

مهندسي فناوري‌هاي نوين

ميكروفلوئيديك علم و فنّاوري بررسي دستگاه‌هايي باقابليت كار كردن سيالات در اندازه‌هاي بسيار كوچك است. ميكروفلوئيديك به ما اجازه آناليز بر روي مقدار ميكرو و نانو ليتري از سيال را مي‌دهد. اين فنّاوري به علت افزايش حساسيت، دقت، سرعت، سهولت و كاهش هزينه ساخت موردتوجه قرارگرفته است. براي ساخت تراشه ميكروفلوئيديكي، نيازمند اجزايي نظير ميكرو شيرها و ميكرو كانال‌ها هستيم. ميكروشير براي كنترل نرخ جريان، سرعت، جهت، جرم، شكل و فشار جريان خروجي استفاده مي‌شود. همچنين ميكروشير مسيريابي، زمان‌بندي و جداسازي سيالات را در سامانه دستگاه ميكروفلوئيديك كنترل مي‌كند و در توليد قطرات، دست‌كاري اسيد نوكلئيك و كشت سلولي استفاده مي‌شوند. طراحي بهينه اين تجهيزات از جهات سهولت ساخت، كارايي، دقت بالا و همچنين ترجيح بر عملكرد غيرفعال، همواره موضوع مهمي براي پژوهش‌ها بوده است. در اين پژوهش ابتدا ميكروشيرهاي يك‌طرفه با نرم‌افزار كامسول طراحي و ميزان يك‌سوسازي، افت فشار و افت سرعت بررسي و مقايسه شد. طبق نتايج، بيشترين مقدار يك‌سوسازي به ترتيب متعلق به شير نازل ديفيوزري طرح دوم-نوع سوم، شير داراي نازل، دندان‌اره‌اي، تسلا و انواع ديگر شيرهاي نازل ديفيوزري بود. روش ساخت تراشه با دو روش انجام گرفت، روش اول ايجاد قالب از جنس پلكسي گلس(PMMA) به‌وسيله برش ليزري و ريخته‌گري پليمر پلي دي متيل سيلوكسان (PDMS) مايع و سپس پخت آن بود، روش دوم حك كردن بر روي شيشه به روش برش ليزري و طراحي ميكروشير با PMMA بود. در اين پروژه ساخت چند نمونه ميكروشير انجام‌شده است.

1400/12/01

Design, Simulation and Fabrication of Optimal Microvalve in Microfluidic System

1/2/2023 12:00:00 AM

Microfluidics is the study of systems that can process small quantities of fluids by using tiny channels having dimensions at the microscale typically tens to hundreds of micrometers. This technology has been considered due to increased sensitivity, accuracy, speed, ease, and reduction of manufacturing costs. To make a microfluidic chip, we need components such as micro-valves and micro-channels. Microvalves are fundamental components of many microfluidic systems. Microvalves control routing, timing, and separation of fluids within a microfluidic device and are crucial for designs with complex functionality. Using microvalves, temporal sequences of fluids can be programmed to produce combinatorial mixtures and gradients, droplet combinations, nucleic acid manipulations, and cell culture conditions. Additionally, microvalves allow for tuning of flow resistance and microchannel topography at a spatiotemporal scale that is inaccessible to manual manipulation. Microfluidic automation spares the costs of human labor and enables faster processing through miniaturization and parallelization. In this study, Check valves were designed with Comsol software and the rate of rectification, pressure drop, and velocity drop were investigated and compared. According to the results, the highest amount of diodicity belonged to the diffuser nozzle valve of the second-type design, nozzle valve, cogwheel, Tesla, and other types of diffuser nozzle valves, respectively. The chip was made by two methods, the first method was to create a PMMA mold by laser cutting and casting liquid PDMS and then to bake it, the second method was to engrave on glass by laser cutting method and design a microvalve with PMMA. In this project, several samples of microvalve have been made.

ميكروفلوئيديك، ميكروشير، دريچه، پليمرPDMS

(Microfluidic, Microvalve, Polydimethylsiloxane (PDMS

سورين فولادي فرد

سورين فولادي فرد