بررسی کنترل حرکت ماربل های مغناطیسی بر روی سطح آب

در یک دهه اخیر سیستم های میکروسیالاتی دیجیتال۱ به عنوان رقیبی جدی برای سیستم های سنتی میکروسیالاتی در حال مطرح شدن هستد. در این سیستم ها از قطره های مجزا به جای یک جریان سیال پیوسته بر روی سطح (بدون نیاز به ساخت میکروکانال) استفاده می شود. استفاده از قطره در سیستم های میکروسیالاتی بسیاری از محدودیت های سیال درون میکروکانال را برطرف می کند اما مشکل تبخیر قطره و زیست سازگاری می تواند محدودیت های جدیدی را به سیستم تحمیل کند.یکی از راه های پیشنهاد شده جهت رفع محدودیت های ذکر شده، استفاده از ماربل ۲های مایع می باشد. ماربل های مایع قطراتی هستند که توسط یک لایه میکرو/نانو ذرات آبگریز۳ پوشش داده شدهاند. این پوشش باعث می شود قطره شکلی کروی به خود گرفته و حتی بر روی سطوح آبدوست و یا سطح آب به آسانی حرکت کند. با به کارگیری فروفلوئید۴ (سیال آب حاوی نانوذرات آهن ) در داخل ماربل ها، می توان به صورت بدون تماس۵ و با اعمال نیروی مغناطیسی حرکت ماربل ها را کنترل نمود.در این پژوهش ، کنترل مدار بسته حرکت یک بعدی ماربل فروفلوئیدی بر روی سطح آب با استفاده از یک میدان یکنواخت (ایجاد شده توسط سیم پیچ هلمهولتز۶) و کنترل زاویه دو عدد آهنربای دائم مورد بررسی قرار گرفت . همچنین طراحی آزمایش های کنترلی مانند رگولیشن ۷ مجزا و متوالی در نقاط مختلف و ترکینگ ۸ نمودار سینوسی که دارای کاربردهای زیستی است ، با دقت مناسبی انجام گرفت .نتایج نشان می دهد که رگولیشن ماربل در یک بعد بادقت ۲میلیمتر و ترکینگ نمودار سینوسی با ثابت زمانی ۵۰ ثانیه ، به روشی با پایداری بالا انجام شد.

کلیدواژه ها:

سیستم های میکروسیالاتی دیجیتال ، ماربل فروفلوئیدی ، کنترل یک بعدی ، کنترل روی سطح آب ، رگولیشن و ترکینگ