جداسازی اینرسی و دی الکتروفورسیس میکروذرات به طور همزمان در یک دستگاه میکروسیالی جدید

دی الکتروفورسیس یک روش جداسازی میکروسیالی مبتنی بر خواص ذاتی و دیالکتریک ذره است. این روش به دلیل سرعت بالا در دستکاری و عدم نیاز به برچسب گذاری ذرات، کاربردهای فراوانی در زمینه های پزشکی، بیولوژیکی ، بالینی و زیست محیطی دارد. در این پژوهش ذرات پلی استایرن با قطرهای متفاوت شناور درون آب دییونیزه به کمک یک تراشه ی میکروسیالی جدید با استفاده از تکنیک جداسازی دی الکتروفورسیس، به طور پیوسته از یکدیگر جدا میشوند. دستگاه پیشنهادی از دو میکروکانال منحنی شکل و مستطیلی مستقیم که به یکدیگر متصل میباشند، تشکیل شده است. سه ذره پلی استایرن با قطرهای ۱۰، ۱۵ و ۱۷ میکرون به همراه جریان آب دییونیزه وارد میکروکانال طراحیشده می گردد. در بخش منحنی شکل، ذرات بزرگتر به کمک نیروهای اینرسی از ذرات ۱۰ میکرونی جدا میشوند. در قسمت مستقیم میکروکانال، آرایه ای از سه میکرو الکترود مسطح بر روی دیواره ی پایینی قرار گرفته است. با اعمال جریان متناوب به میکرو الکترودها یک میدان غیریکنواخت الکتریکی در بخش مستقیم میکروکانال به وجود می آید؛ درنتیجه نیروی دیالکتروفورسیس به ذرات وارد شده و ذرات بزرگتر (ذرات ۱۵ و ۱۷ میکرون) نیز از هم جدا می گردد. مطالعه به صورت شبیه سازی عددی و با نرم افزار کامسول مالتی فیزیکس ۵/۶ صورت گرفته است؛ در مرحله اول بدون اعمال میدان الکتریکی شبیه سازی به ازای رینولدز ورودی ۱۰۰ انجام شد که ذرات ۱۵ و ۱۷ میکرونی به طور کامل از ذرات ۱۰ میکرونی جدا شدند. سپس ولتاژ الکتریکی برابر با ۱۰۰ ولت به الکترودها اعمال شد که نتایج شبیه سازی نشان داد ذرات ۱۷ میکرونی به طور کامل از ذرات ۱۵ میکرون به کمک نیروی دی الکتروفورسیس منفی جدا میگردد.

کلیدواژه ها:

میکروفلوئیدیک ، جداسازی اینرسی ، میکروکانال اسپیرال ، دی الکتروفورسیس ، میکرو الکترود مسطح.