طراحی، ساخت و مطالعه آزمایشگاهی میکروکانال مارپیچی جداساز ذرات در سیستم‌های میکروسیالات گریز از مرکز

Abstract

امروزه تمایل بسیاری به استفاده از میکروسیستم‌ها‌‌‌ی تحلیلی در زمینه‌‌‌ی تشخیص‌‌‌های مولکولی و میکروسیالاتی وجود دارد‌ چراکه مزایایی مانند فضای کم، کاهش میزان مصرف نمونه و معرف و کاهش زمان تحلیل دارند. میکروسیالات دورانی یک زیر شاخه از حوزه‌ی میکروسیالات است که با بهره‌گیری از نیروهای گریز از مرکز باعث حرکت سیال در شبکه‌های محصور شده در سیستم‌ها‌‌‌ی دیسک شکل دوار می‌گردد‌. این شبکه‌ها می‌توانند باعث انجام تحلیل‌های شیمیایی و یا بیولوژیکی شوند و در نهایت منجر به ساخت دستگاهی با قابلیت جایگزینی دستگاه‌های رایج برای تشخیص‌های پزشکی شوند. یکی از پرکاربردترین المان‌های بکار رفته در سیستم‌های میکروسیالات، المان جداسازی می‌باشد. از این المان برای جداسازی ذرات موجود در نمونه با توجه به مشخصاتی مانند مکانیکی، شیمیایی و الکتریکی استفاده می‌شود. در این پژوهش روش هندسی جدیدی برای جداسازی ذرات معلق در یک نمونه سیال به روش منفعل ارائه شده است. هندسه مارپیچ شکل بکار رفته در این مدل باعث می‌شود نیروی گریز از مرکز محلی ناشی از انحنای کانال علاوه بر نیروهای گریز از مرکز و کوریولیس ناشی از دوران دیسک به فرایند جداسازی کمک کند. در ابتدا روند جداسازی ذرات در کانال پیشنهادی مطالعه می‌شود و سپس تاثیر پارامترهای طول کانال و سرعت دوران بر بازدهی المان بررسی می‌گردد. نتایج حاصل از آزمایش‌ها بازدهی جداسازی بالای 90 درصد را نشان دادند که حاکی از پتانسیل بالای این المان در فرایند جداسازی می‌باشد. همچنین مشاهده شد افزایش سرعت دورانی و طول کانال مارپیچ باعث بهتر شدن فرایند جداسازی و افزایش بازدهی می‌گردد.