طراحی و ساخت ترانزیستور دوحالته میکروفلویدیک مبتنی بر کاغذ

در سال های اخیر، دستگاه های میکروفلویدیک مبتنی بر کاغذ به طور گسترده ای مورد توجه قرار گرفته اند. با این حال، ناتوانی در کنترل دقیق و هم زمان سیالات مختلف، یکی از چالش‎ های اصلی تراشه های میکروفلویدیک کاغذی به شمار می رود. در اینجا، با الهام از مدارهای الکتریکی، قطعه ای به نام ترانزیستور برای استفاده در تراشه های میکروفلویدیک کاغذی طراحی و ساخته شده است. این قطعه، با دریافت فرمان الکتریکی، حرکت سیال را در یک کانال میکروفلویدیک کاغذی کنترل می کند. مزیت اصلی این ترانزیستور، عملکرد دوحالته آن (توانایی باز و بسته کردن کانال) با وجود ساختار ساده اش است. عملکرد این قطعه مبتنی بر حرکت کنترل شده موم در سطح مقطع کاغذ است که با حرارت تولیدشده توسط جریان الکتریکی اعمالی به پایه تحریک ترانزیستور انجام می شود. به منظور مشخصه یابی این ترانزیستور، کمیت های موثر در عملکرد آن بررسی شدند. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که در کانالی به طول تقریبی ۲۵ میلی متر، با عرض های ۲ و ۳ میلی متر و طول بخش آب گریز ۲ و ۳ میلی متر، می توان با اعمال جریان الکتریکی حدود ۱۳۰۰ میلی آمپر به پایه تحریک ترانزیستور، در زمانی کمتر از ۳۵ ثانیه، سیالی با حجم ۳۰ تا ۴۰ میکرولیتر را کنترل نمود. علاوه بر این، به عنوان نمونه ای کاربردی از این ترانزیستور، مدار حسگری برای تشخیص محیط های بازی و اسیدی طراحی و ساخته شد. ترانزیستور معرفی شده با افزایش قابلیت کنترل سیالات در تراشه های میکروفلویدیک، نقشی کلیدی در توسعه این فناوری ایفا می کند. تراشه های میکروفلویدیک مبتنی بر کاغذ مجهز به این ترانزیستور می توانند کاربردهای گسترده ای در حوزه های تشخیص پزشکی، آزمایش های چندمرحله ای پیچیده، و حسگرهای زیستی و شیمیایی داشته باشند.

کلیدواژه ها:

Paper-Based Microfluidic Chip ، Transistor ، Fluid Flow Control ، تراشه میکروفلویدیک کاغذی ، ترانزیستور ، کنترل جریان سیال