ساخت کانال های میکرونی به روش لیتوگرافی نرم و مطالعه ی پخش و مخلوط شدن سیال در ابعاد نانولیتر

در این پروژه که شامل دو بخش نظری و تجربی است، ابتدا به بررسی شارش سیال در ابعاد نانو لیتر و پیکو لیتر در داخل کانال های میکرو و نانو متری می پردازیم. پخش گونه های مخلوط شونده را در داخل میکرو ساختار ها مطالعه خواهیم کرد. انتظار داریم که به علت پایین بودن عدد رینولدز در ابعاد میکرونی دو گونه ی مخلوط شونده در داخل ساختار میکرونی با هم مخلوط نشده و مرز کاملا تیزی را تشکیل دهند. سپس به مرور روش های ساخت ساختار های نانو و میکرومتری پرداخته و مزیت استفاده از روش لیتوگرافی نرم را به عنوان یک روش جدید، ارزان و سریع در طراحی و ساخت اجزای میکرونی را تحقیق خواهیم کرد. در قسمت تجربی کار با استفاده از روش لیتوگرافی نرم به قالب گیری و ساخت کانال های میکرونی به روش لیتوگرافی نرم و با استفاده از الاستومر pdms خواهیم پرداخت و روش های مختلف شستشوی زمینه های سیلیکونی و چسباندن الاستومر pdms به زمینه های میکرونی را مورد مطالعه قرار خواهیم داد و به دنبال روش هایی برای ایجاد ساختار های میکرونی مقاوم در فشار های سیال بالا خواهیم بود. به عنوان کاربردی از این میکرو کانال های تولید شده می خواهیم پروفایل دو سیال را در عدد رینولدز پایین در داخل این کانال ها بررسی کنیم و روش های کم کردن زمان ئخش در ابعاد نانولیتر را به بحث خواهیم نشست و نهایتاً قصد داریم با آزمون روش های جدیدی مانند تحریک حباب به دام افتاده در داخل میکروکانال با استفاده از امواج فراصوت، استفاده از انبرک نوری و سلول پیزوالکتریک در به دام انداختن و اعمال نوسانات عرضی به ذره ی میکرونی در داخل کانال میکرونی و چرخاندن ذره ی دو شکستی در انبرک نوری در داخل کانال میکرونی مخلوط کننده های میکرونی فعال بسازیم. انتظار داریم بتوانیم زمان مخلوط شدن دو سیال را در داخل کانال های میکرونی تا چند صد مرتبه کاهش دهیم. در نهایت نیز با استفاده از بسته های نرم افزاری gambit و fulent به مدل سازی و شبیه سازی پخش در یک مخلوط کننده ی میکرونی چرخنده در اتصال t پرداخته و نتایج حاصله را با نتایج تجربی مقایسه و از آن برای پیدا کردن شرایط بهینه در مخلوط کننده های میکرونی در مقیاس نانو لیتر استفاده خواهیم کرد. کاهش زمان پخش در مدارات میکرو شاره که در کنترل و مدیریت واکنش های شیمیایی و زیست شناسی به کار می روند و نیازمند مخلوط شدن سریع گونه ها برای ایجاد واکنش هستند بسیار مهم و کاربردی می شود.