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研究生: 蔡欣憲
Tsai, Hsin-Hsien
論文名稱: 磁性金屬微結構之感應熱塑成型與系統封裝技術於微液滴操控平台之應用
Induction Heating Assisted Molding and Packaging of Alloy Microstructures for Electromagnetic Droplet Manipulation
指導教授: 蘇育全
口試委員: 黃士豪
饒達仁
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 原子科學院 - 工程與系統科學系
Department of Engineering and System Science
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 70
中文關鍵詞: femto liter磁性金屬微結構微液滴
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  • 液滴微流控系統最近吸引了顯著的興趣,因為不同的化學和生物應用的潛在影響。液滴的形成的出發點和往往是最關鍵的功能為基礎的系統的液滴。大多數現有的系統採用無源計劃,這是簡單和自我調節的,但不足以用於精確和實時控制。它是已知的,一個懸浮的液滴可以在電場中發生變形,並可以被操縱電帶電的液滴。為了解決需要更好和更一般的可控性液滴的形成,此工作提出了電場控制的方案,是能夠生產液滴具有所需的體積上的需求。典型flow-focusing方案提高了隨時間變化的電場,在本地振盪的流體界面,並導致液滴破裂尖端周圍。帶有嵌入的固體電極和壓力控制流量的移動設備被用來控制流聚焦處理。
    在原型演示中,一種新型的集成方案,可以很容易地嵌入磁性合金微觀結構PDMS微芯片製作所提出的微流體裝置。用具有磁性,碳包覆鐵納米顆粒(〜30 nm直徑)被分散在一種低熔點溫度In52/Sn48合金。三分鐘內,通過感應加熱和真空模塑成微通道,以形成所需的固體電極熔化Fe-In52/Sn48合金。在試驗中使用交變電場頻率高達1 kHz和程度的低於1 V /μm的。它表明,在乳化過程中具有相同的頻率,作為所施加的電場,和將所得的液滴體積的場大小的控制。滴水單分散液滴在低頻率而尖的流在高頻率下產生的更小的液滴。據發現電場的快速動作的變形,僅僅一小部分的接口,和分散的相流體在其尖頭端噴出微小液滴。可以容易地產生和收集極小的液滴體積小於1 femtoliter。因此,表現出的微流體裝置,有可能實現非常小的液滴,這是所需的各種化學和生物學應用的控制形成。


    目錄 摘要…………………………………………………………………………………………….i Abstract………………………………………………………………………………………...ii 致謝…………………………………………………………………………………………iii 目錄 iv 圖目錄 vvi 表目錄 ix 第一章 序論 1 1-1 前言 1 1-2 文獻回顧 4 1-2-1 微液珠產生系統 4 1-2-2 磁性合金微電極 8 1-2-3 電控制液滴 11 1-2-4液滴在電場下情形 12 1-3 研究動機與目標 15 1-4論文架構 15 第二章 實驗原理 17 2-1 磁性材料簡介 17 2-1-1磁性材料 17 2-1-2磁區(domain)與磁壁(domain wall) 20 2-1-3磁場加熱 22 2-2 液滴產生原理 23 2-3電閥門的原理 24 2-4奈米液滴產生原理 29 2-5實驗晶片微結構設計 29 2-6電泳原理 32 2-7乳化機制與界面活性劑 34 第三章 實驗方法 36 3-1 實驗材料 36 3-2 實驗方法 36 3-2-1 磁性合金的製作 36 3-2-3 PDMS晶片元件接合原理 45 3-2-4 微電極製作 48 3-2-5 印刷電路板製作 49 3-2-6實驗系統設置 51 第四章 實驗結果 53 4.1 不同波形的影響 53 4-1-1 兩相間不同壓力與液滴大小 53 4-2-2 波形的探討 53 4.2 電閥門 62 4.3 奈米尺度液滴形成 65 4.4 混合震盪器 66 4-5結論 68 第五章 未來工作 69 第六章 Reference 69

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