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研究生: 曾迪農
Di-Nung Tseng
論文名稱: 微流道中壓損之量測以及內部結構對降壓之研究
Measurement of pressure drop in the micro-channel and research of the structure inside micro-channel to pressure drop
指導教授: 饒達仁
Da-Jeng Yao
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 奈米工程與微系統研究所
Institute of NanoEngineering and MicroSystems
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 116
中文關鍵詞: 流速壓降微流道微型柱
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  • 本論文發展出一可量測微流體壓降之系統,並以微型化高效能液相層析儀之層析管道為應用概念。將系統微型化為一實驗室晶片,藉由研究微流體在流道的行為如流速與壓降,希望對於未來在生醫晶片上提升蛋白質或胺基酸分離效能、避免高壓驅動等方面的研究有所助益。設計上,仿造傳統層析管柱中的“靜相“概念,在微流道中加入微型柱,以觀察微型柱對於微流體的流速及壓降影響。
    微流道晶片製作以矽基材微影製程為製作流道的主要技術,其中包含黃光微影、濕式蝕刻、陽極接合製程以及最後的晶片切割。流速研究上,以晶片在毛細力驅動下觀測流場,並得知微型柱的設計可以有效降低微流體在流道中的流速進以可提升未來生醫檢體的層析效能。壓降研究上,利用真空幫浦抽氣的方式來驅動流體,研究真空壓驅動對於微流道壓降所造成的影響;並設計在主流道側壁分佈分支流道,以分支流道作為壓降感測的概念,藉由驅動流體時,分支流道內所形成的氣泡大小變化,及本文所推導的公式來推算壓降變化及其趨勢,並藉著Washburn’s Law的壓降公式進行驗證。接著應用此壓降推算概念於微型柱流道中,得到不同尺寸微型柱其壓降與驅動壓的關係。因此除了驗證分支流道設計的可行性外,亦提供未來在設計層析管道時,其尺寸與壓降的架構依據。


    摘要 Abstract 誌謝 圖目錄 表目錄 第一章 概論 1.1 研究動機 1.2 文獻回顧 第二章 微流體特性與流壓基本原理 2.1 微流體的毛細力驅動理論 2.2微流體的流壓理論 第三章 晶片設計與製作及觀測系統建立 3.1 微型柱(micro-pillars)流道晶片設計 3.2 壓降量測之流道晶片設計 3.3 壓降量測之第二代流道晶片設計 3.4 流道製作 3.5 陽極接合(Si- Pyrex#7740) 3.6 微流道晶片出入口初步設計 3.7 微pillars晶片之流體流速觀測系統 3.8 毛細壓觀測之實驗系統 3.9 真空壓驅動流體之實驗系統 第四章 微流道流速量測與壓降估算 4.1 微pillars流道流場觀測與流速量測 4.2 第一代流壓晶片之流體驅動測試 4.2.1 毛細壓驅動測試 4.2.2 真空壓驅動測試 4.3 第二代流壓晶片之真空壓驅動測試 4.3.1流道壓降量測 4.3.2壓降量測之驗證 4.4 應用於pillars流道之壓降推算 4.5 實驗討論 第五章 結論與未來展望 5.1結論 5.2 未來展望 參考文獻

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