عنوان

نحوه‌ی پیاده سازی غشاء انعطاف پذیر روی ادوات میکروسیالات ماژولار

Number

۴۷۵۴پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Title Proper

نحوه‌ی پیاده سازی غشاء انعطاف پذیر روی ادوات میکروسیالات ماژولار

General Material Designation

[پایان نامه]

First Statement of Responsibility

اسماء ملائی

Name of Publisher, Distributor, etc.

صنعتی سهند

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۱۰ص.

Other Physical Details

مصور، جدول، نمودار

Accompanying Material

CD

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی برق- افزاره‌های میکرو و نانوالکترونیک

Date of degree

۱۴۰۱/۰۹/۰۱

Text of Note

به طور کلی بررسی رفتار مایع در ابعاد میکرومتری را ریزسیال شناسی یا میکروفلوئیدیک می¬گویند که در سال های ¬اخیر به¬ طور¬گسترده‌ای مورد حمایت¬ و ¬توجه ¬قرار¬گرفته است. از موانع پیش رو درتراشه های ریزسیالاتی ساخت غشاء مناسب برای کارکرد موردنیاز است. غشاء مورد استفاده در تراشه های ریزسیالاتی نیازمند فاکتورهایی همچون انعطاف پذیری و استحکام بالاست. ازطرفی غشاء های پلیمری با توجه به شرایط موجود و تحریم ها به آسانی در دسترس نیستند و اگر هم بتوان از کشورهای خارجی تهیه کرد برای کارهای پژوهشی مقرون به صرفه نخواهد بود. تمرکز در این پژوهش ساخت غشاء برای تراشه های ریزسیالاتی ¬بر¬پایه¬ی مواد ¬ترموپلاستیک ¬است. مطالعات انجام شده در این پژوهش در دو فاز مجزا به اینصورت که: فاز اول مربوط ¬به ساخت غشاء و تست های مربوطه و فاز دوم اثبات کارکرد غشاء ساخته شده است. در این پژوهش به طور متمرکز ماده ی پلیمری TPU مورد بررسی قرار گرفته است. خواص مکانیکی مانند (تست کشش) و همچنین تست زاویه تماس، تست های نوری، تست سازگاری با حلال های آلی، روش های ساخت غشاء و ...، همچنین روش های مختلف پیوند غشاء به زیربنا پرداخته شده است. نتایج آزمایش کشش نشان داد، علاوه بر کشیدگی نزدیک به 400 درصد، نسبت پواسون و ماژول یانگ به ترتیب تقریباً 49/0 و 14 مگاپاسکال بودند. نقاط عطف این پایان نامه قابلیت پیاده سازی این غشاء برای ساخت تراشه های ریزسیالاتی اعم از میکروپمپ و میکروولو در کشور است. مزایای روش ساخت پیشنهادی عبارت اند از ساخت با هزینه کم و عدم نیاز به دستگاه ها یا وسایل پیچیده آزمایشگاهی می باشد. در مقابل می توان انجام تمامی مراحل به صورت دستی و غیراتوماتیک توسط اپراتورنسبتا ماهر را از معایب این پژوهش به حساب آورد. برای اثبات کارکرد این غشاء یک میکروپمپ بدون شیر طراحی و به کمک ¬چاپگر سه بعدی ساخته شده ¬است، میکرو پمپ الکنرومغناطیسی توانست نرخ جریانی به میزان 39 میکرولیتر بردقیقه با فرکانس 6/4 هرتز را تحت ولتاژ 30 ولت ارائه دهد.

Text of Note

Generally, the investigation of liquid behavior in microscale domain is called microfluidics, which has been widely supported and paid attention to in recent years. Making a suitable flexible membrane for operation is of one the problems in fabrication of microfluidic chips. They are not readily available due to current budget and technical limitations. It is true that it can be provided from abroad companies, however it will not be cost-effective for research work in the country. This study focuses on making a flexible membrane for implementation of microfluidic components such as micropumps based on thermoplastic materials. In current thesis, we first focused on fabrication of thermoplastic polyurethane flexible membrane and extracting its material properties, including mechanical, optical and chemical solubility properties. Also, different ways of bonding of the membrane to the Poly(methyl methacrylate) (PMMA) substrate has been discussed. Low-cost manufacturing and no need for complex laboratory devices and equipment are the advantages of proposed fabrication process while the need for relatively skilled operator is its drawback. Results from tensile test showed, in addition to elongation of nearly 400%, the Poisson’s ratio and young module were approximately 0.49 and 14 MPa, respectively. Also, it is quite transparent and soluble resistant to the main organic solvents that makes it attractive for microfluidic applications. In the second phase of this research, a valve-less micropump was designed and fabricated using a proposed fabrication process to prove the functionality of the membrane to work with microfluidic components. The fabricated nozzle-diffuser micropump has chamber size of 14 mm and membrane thickness of 100 µm, and was stimulated by electromagnetic force. Flow rate of approximately 39 µL/min was achieved with actuation voltage and frequency of 30 V and 4.6 Hz. Therefore, we can claim that using this method of fabrication process helps the researchers to implement different microfluidic components that needs flexible membrane including micropumps and microvalves and it is suitable for rapid prototyping manufacturing.

Variant Title

Implementation Of Flexible Membrane On Modular Microfluidic Devices

غشای انعطاف پذیر

مواد ترموپلاستیک

میکروسیالات ماژولار

میکروپمپ بدون سوپاپ

مدار الکترونیکی

Subject Term

غشای انعطاف پذیر، مواد ترموپلاستیک، میکروسیالات ماژولار، میکروپمپ بدون سوپاپ، مدار الکترونیکی

Subject Term

Flexible membrane, Thermoplastic materials, Modular microfluidics, Valve-less micropump, Electronic circuit

ملائی، اسماء

Entry Element

پورمند

Entry Element

کیومرثی

Part of Name Other than Entry Element

، عادل

Part of Name Other than Entry Element

، امیر

Relator Code

استاد راهنما

Relator Code

استاد راهنما

Entry Element

صنعتی سهند

Country

ایران

Agency

دانشگاه صنعتی سهند

Date of Transaction

20230813

Call Number

برق، ۱۰۷۱۹، ۱۴۰۱

Date and Hour of Consultation and Access

b10719.pdf

p

TF

92029

a

Y