طراحی، شبیه سازی و ساخت تراشه میکروفلوئیدیک هلیکال مبتنی بر جریانهای ثانویه برای جداسازی میکرو ذرات

امروزه با پیشرفت فناوری ها در حوزه میکروفلوئیدیک، کاربردهای مختلفی مانند نمونه برداری در تشخیص های پزشکی، دارورسانی در حوزه زیستی، و تصفیه و جداسازی مایعات به سرعت در حال گسترش است. از آنجا که این فناوری ها نیازمند دقت بالا، سرعت عمل، و حجم کم نمونه های مورد نیاز برای کارهای پزشکی هستند، به طور فزاینده مورد توجه قرار گرفته اند. در این میان، فناوری میکروفلوئیدیک و به ویژه کاربردهای جداسازی میکرو ذرات، توانایی زیادی در پاسخگویی به این نیازها دارد. روش های مختلفی برای جداسازی ذرات ارائه شده است. این روش ها شامل روش های فعال که از نیروهای خارجی بهره می برند، روش های غیرفعال که مبتنی بر نیروهای هیدرودینامیکی هستند، و روش های ترکیبی هستند. یکی از چالش های اساسی در حوزه میکروفلوئیدیک، ساخت تراشه های مرتبط با این فناوری است. بسته به نوع تراشه، جنس آن و الزامات کاربردی، روش های متعددی برای ساخت این تراشه ها ارائه و بررسی شده است. در این پروژه، ابتدا یک تراشه میکروفلوئیدیک با مسیر هلیکال، مقطع جدید پله دار و خروجی دوشاخه برای جداسازی ذرات ۱۰ و ۱۵ میکرومتر طراحی شده است. ابتدا این تراشه با استفاده از نرم افزار کامسول شبیه سازی و ارزیابی شده است. در مرحله بعد، تراشه با استفاده از روش میکروفرزکاری برای ساخت میکروکانال ها و از روش تیمار شیمیایی با اسید استیک و اشعه UV همراه با پرس حرارتی - مکانیکی برای مونتاژ قطعات، ساخته شد. سپس آزمون های تجربی برای تمرکز ذرات در خط جریان مشخص و جداسازی آن ها برای ذرات با سایز ۱۰ و ۱۵ میکرومتر انجام گرفته است. نتایج شبیه سازی و آزمون های تجربی نشان داد که تراشه در دبی ۵/۳ میلی لیتر بر دقیقه، توانسته است ذرات ۱۵ میکرومتر را به خوبی در نزدیکی دیواره بیرونی متمرکز کند.

کلیدواژه ها:

تراشه میکروفلوئیدیک ، پمپ سرنگی ، جداسازی ، میکرو ماشین کاری ، تیمار شیمیایی با اسید استیک و اشعه UV