Domov > Študenti fizike > Teme za diplomske naloge II. stopnje > Mikročrpalka na principu termo-viskoznega črpanja tekočine

Mikročrpalka na principu termo-viskoznega črpanja tekočine

Mentor: Igor Poberaj

Eden izmed razlogov za počasno uveljavitev sistemov "laboratorij-na-čipu" (lab-on-a-chip, LOC) je problem pogona tekočine po omrežju mikrofluidnih kanalov. Tipično je tok tekočine ustvarjen z zunanjimi črpalkami različnih tipov (tlačna razlika, elektro-osmoza, peristaltika, piezo...), kar seveda dramatično poveča velikost in ceno sistema. Idealen LOC bo moral imeti množico mikročrpalk, integriranih neposredno v mikrokanale.

Izdelavo takšnih mikročrpalk bi omogočil princip t.i. termo-viskoznega črpanja. Če v tekočini ustvarimo premikajoče območje višje temperature, se tekočina zaradi kombinacije dveh pojavov, temperaturno odvisne viskoznosti in termičnega raztezanja, malo premakne v nasprotno smer. S hitrim ponavljajočim premikanjem (skeniranjem) toplega območja, je možno ustvariti tokove s hitrostjo do nekaj sto mikrometrov na sekundo. V dosedanjih raziskavah na to temo so potujoče območje povišane temperature naredili z absorbcijo premikajočega laserskega žarka, kar pa je seveda povsem neprimerno za kompakten oz. prenosen LOC.

V diplomskem delu bo kandidat raziskal alternativni način ustvarjanja tekočinskega toka. Z litografijo bo na substratu izdelal vrsto mikrogrelcev, katerih zaporedno prižiganje in ugašanje bo ustvarilo potujoče toplo območje. S pomočjo sledenja delcem bo kandidat izmeril hitrost črpanja za različne parametre gretja. V drugem delu raziskave bo demonstriral uporabnost take mikročrpalke v preprostem mikrofluidnem vezju in numerično modeliral tokove z metodo končnih elementov.

Delo bo potekalo v Laboratoriju za eksperimentalno mehko snov na FMF.