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On-chip Isotachophoresis for Separation of Ions and Purification of Nucleic Acids

Electrokinetic techniques are a staple of microscale applications because of their unique ability to perform a variety of fluidic and electrophoretic ...

Stanford University 

&#x4F7F;&#x7528;&#x5E38;&#x89C4;&#x7684;&#x591A;&#x5B54;&#x819C;&#x82AF;&#x7684;&#x84B8;&#x6C14;&#x5206;&#x5EAD;&#x63D0;&#x4F9B;&#x6709;&#x9650;&#x7684;&#x4F20;&#x70ED;&#x7387;&#x4E3A;&#x7ED9;&#x5B9A;&#x7684;&#x539A;&#x5EA6;&#x3002;&#x8FD9;&#x79CD;&#x9650;&#x5236;&#x53EF;&#x4EE5;&#x901A;&#x8FC7;&#x706F;&#x82AF;&#x6676;&#xFF0C;&#x5176;&#x4E2D;&#x627F;&#x8BFA;&#x9AD8;&#x6BDB;&#x7EC6;&#x7BA1;&#x538B;&#x529B;&#x548C;&#x7CBE;&#x786E;&#x63A7;&#x5236;&#x7684;&#x672C;&#x5730;&#x7684;&#x5B54;&#x9699;&#x7387;&#x3002;&#x8FD9;&#x9879;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x7684;&#x53D1;&#x5C55;&#x57FA;&#x4E8E;&#x5149;&#x5B66;&#x6210;&#x50CF;&#x7684;&#x7EB3;&#x7C73;&#x82AF;&#x7684;&#x6DA6;&#x6E7F;&#x6027;&#x6D4B;&#x91CF;&#x6280;&#x672F;&#x3002;&#x53EF;&#x884C;&#x6027;&#x662F;&#x4EB2;&#x6C34;&#x7684;&#x7845;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7EBF;&#x9635;&#x5217; &#xFF08;sinw &#x590D;&#x5408;&#x6750;&#x6599;) &#x5408;&#x6210;&#x4F7F;&#x7528;&#x8868;&#x9762;&#x7B49;&#x79BB;&#x5B50;&#x4F53;&#x5904;&#x7406;&#x9075;&#x5FAA;&#x7684;&#x6C7D;-&#x6DB2;-&#x56FA; (VLS) &#x589E;&#x957F;&#x673A;&#x5236;&#x4E0A;&#x6F14;&#x793A;&#x7684;&#x3002;&#x6DA6;&#x6E7F;&#x51B3;&#x610F;&#x901A;&#x8FC7;&#x6BD4;&#x8F83;&#x4F9D;&#x8D56;&#x4E8E;&#x65F6;&#x95F4;&#x6DB2;&#x4F53;&#x754C;&#x9762;&#x5174;&#x8D77;&#x4E0E;&#x6BDB;&#x7EC6;&#x7BA1;&#x3001; &#x7C98;&#x6027;&#xFF0C;&#x548C;&#x5F15;&#x529B;&#x5E10;&#x6237;&#x90E8;&#x961F;&#x7684;&#x6A21;&#x578B;&#x548C;&#x84B8;&#x53D1;&#x3002;&#x8FD9;&#x79CD;&#x6A21;&#x5F0F;&#x8BC1;&#x660E;&#x662F;&#x6709;&#x7528;&#x7684;&#x63D0;&#x53D6;&#x5185;&#x90E8;&#x63A5;&#x89E6;&#x89D2;&#x4ECE;&#x8584; (&#x7EA6; 10microm) &#x591A;&#x5B54;&#x8584;&#x819C;&#x3002;

&#x8584;&#x7EB3;&#x7C73;&#x8584;&#x819C;&#x84B8;&#x53D1;&#x4E0B;&#x6DA6;&#x6E7F;&#x7684;&#x8868;&#x5F81;&#x3002;

Vapor chambers using conventional porous membrane wicks offer limited heat transfer rates for a given thickness. This limitation can be addressed through wick nanostructuring, which promises high capillary pressures and precise control of the local porosity. This work develops a measurement technique for the wettability of nanostructured wicks based on optical imaging. Feasibility is demonstrated on a hydrophilic silicon nanowire array (SiNW) synthesized using the Vapor-Liquid-Solid (VLS) growth mechanism followed by surface plasma treatment. The wettability is determined by comparing the time-dependent liquid interface rise with a model that accounts for capillary, viscous, and gravitational forces and for evaporation. This model is demonstrated to be useful in extracting internal contact angle from thin ( approximately 10microm) porous films.

Characterization of the wettability of thin nanostructured films in the presence of evaporation.

Chambres de vapeur &agrave; l&#39;aide de m&egrave;ches classiques membrane poreuse offrent de transfert de chaleur limit&eacute;e tarifs pour une &eacute;paisseur donn&eacute;e. Cette limitation peut &ecirc;tre adress&eacute;e par l&#39;interm&eacute;diaire de m&egrave;che nanostructuring, qui promet de hautes pressions capillaires et un contr&ocirc;le pr&eacute;cis de la porosit&eacute; local. Ce travail d&eacute;veloppe une technique de mesure pour la mouillabilit&eacute; des m&egrave;ches nanostructur&eacute;s bas&eacute;e sur l&#39;imagerie optique. Faisabilit&eacute; est d&eacute;montr&eacute;e sur un tableau de nanofils de silicium hydrophile (SiNW) synth&eacute;tis&eacute; &agrave; l&#39;aide du m&eacute;canisme de croissance de vapeur-liquide-solide (VLS) suivi par un traitement de surface de plasma. La mouillabilit&eacute; est d&eacute;termin&eacute;e en comparant la mont&eacute;e de time-dependent interface liquide avec un mod&egrave;le qui force les comptes pour le capillaire, visqueux et gravitationnelles et d&#39;&eacute;vaporation. Ce mod&egrave;le est montr&eacute; utile pour extraire l&#39;angle de contact interne de mince (environ 10microm) films poreux.

Caract&eacute;risation de la mouillabilit&eacute; des films minces nanostructur&eacute;s en pr&eacute;sence de l&#39;&eacute;vaporation.

Dampf-Kammern, die mit herk&ouml;mmlichen por&ouml;sen Membran Dochte bieten begrenzte W&auml;rme&uuml;bertragung Preise f&uuml;r eine gegebene St&auml;rke. Diese Einschr&auml;nkung kann durch Docht Nanostrukturierung, angesprochen werden, die hohe Kapillare Dr&uuml;cke und pr&auml;zise Kontrolle &uuml;ber die lokalen Porosit&auml;t verspricht. Diese Arbeit entwickelt ein Messverfahren f&uuml;r die Benetzbarkeit von nanostrukturierten Dochte basierend auf optischen Abbildung. Machbarkeit wird auf einem hydrophilen Silikon-Nanodraht-Array (SiNW) synthetisiert, mit dem Dampf-Fl&uuml;ssig-fest (VLS)-Wachstum-Mechanismus, gefolgt von Oberfl&auml;che Plasmabehandlung demonstriert. Die Benetzbarkeit wird bestimmt durch den Vergleich des zeitabh&auml;ngigen fl&uuml;ssigen Schnittstelle Aufstieg mit einem Modell, das Konten f&uuml;r Kapillare, Viskose und Gravitative Kr&auml;fte und f&uuml;r Verdunstung. Dieses Modell zeigt sich an interne Kontaktwinkel extrahieren n&uuml;tzlich sein aus d&uuml;nn (etwa 10microm) por&ouml;se Filme.

Charakterisierung der Benetzbarkeit von d&uuml;nnen nanostrukturierte Filme in Anwesenheit der Verdunstung.

Vapor chambers utilizzando gli stoppini membrana porosa convenzionali offrono trasferimento di calore limitato tariffe per un determinato spessore. Questa limitazione pu&ograve; essere affrontata attraverso nanostrutturazioni stoppino, che promette alta pressione capillare e preciso controllo delle porosit&agrave; locale. Questo lavoro si sviluppa una tecnica di misurazione per la bagnabilit&agrave; di stoppini nanostrutturati basato su imaging ottico. Fattibilit&agrave; &egrave; dimostrata su un array di nanowire silicone idrofilo (SiNW) sintetizzato utilizzando il meccanismo di crescita solido-liquido-vapore (VLS) seguito da un trattamento superficiale al plasma. La bagnabilit&agrave; &egrave; determinata confrontando l&#39;aumento di tempo-dipendente interfaccia liquida con un modello che rappresenta il capillare, viscoso e gravitazionale le forze e per evaporazione. Questo modello &egrave; dimostrato di essere utile per l&#39;estrazione di angolo di contatto interno da sottile (circa 10microm) film poroso.

Caratterizzazione della bagnabilit&agrave; di film sottili nanostrutturati in presenza di evaporazione.

&#x30D9;&#x30FC;&#x30D1;&#x30FC;&#x30C1;&#x30E3;&#x30F3;&#x30D0;&#x30FC;&#x306E;&#x5F93;&#x6765;&#x306E;&#x591A;&#x5B54;&#x8CEA;&#x819C;&#x306E;&#x706F;&#x5FC3;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x9650;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x71B1;&#x4F1D;&#x9054;&#x7387;&#x3001;&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x539A;&#x3055;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x5236;&#x9650;&#x306F;&#x3001;&#x9AD8;&#x6BDB;&#x7D30;&#x7BA1;&#x5727;&#x529B;&#x3068;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30EB;&#x306E;&#x6C17;&#x5B54;&#x7387;&#x306E;&#x6B63;&#x78BA;&#x306A;&#x5236;&#x5FA1;&#x3092;&#x304A;&#x7D04;&#x675F;&#x82AF;&#x30CA;&#x30CE;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x901A;&#x3058;&#x3066;&#x3001;&#x89E3;&#x6C7A;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x4F5C;&#x54C1;&#x306F;&#x5149;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x6280;&#x8853;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x304F;&#x30CA;&#x30CE;&#x69CB;&#x9020;&#x30A6;&#x30A3;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306E;&#x6FE1;&#x308C;&#x6027;&#x306E;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x6280;&#x8853;&#x3092;&#x958B;&#x767A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5408;&#x6210;&#x8868;&#x9762;&#x30D7;&#x30E9;&#x30BA;&#x30DE;&#x6CBB;&#x7642;&#x304C;&#x7D9A;&#x3044;&#x3066;&#x56FA;&#x6C17;&#x76F8;&#x6DB2; (VLS) &#x6210;&#x9577;&#x6A5F;&#x69CB;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x305F;&#x89AA;&#x6C34;&#x6027;&#x30B7;&#x30EA;&#x30B3;&#x30F3; &#x30CA;&#x30CE;&#x30EF;&#x30A4;&#x30E4; &#x30A2;&#x30EC;&#x30A4; (SiNW) &#x306B;&#x95A2;&#x3059;&#x308B;&#x5B9F;&#x8A3C;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x306C;&#x308C;&#x306F;&#x3001;&#x6642;&#x9593;&#x4F9D;&#x5B58;&#x3059;&#x308B;&#x6DB2;&#x4F53;&#x754C;&#x9762;&#x4E0A;&#x6607;&#x3092;&#x5F37;&#x5236;&#x7684;&#x306B;&#x30A2;&#x30AB;&#x30A6;&#x30F3;&#x30C8;&#x306E;&#x30AD;&#x30E3;&#x30D4;&#x30E9;&#x30EA;&#x30FC;&#x3001;&#x7C98;&#x6027;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x91CD;&#x529B;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3068;&#x84B8;&#x767A;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x6BD4;&#x8F03;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5224;&#x65AD;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3092;&#x5B9F;&#x8A3C;&#x3057;&#x3066;&#x5185;&#x90E8;&#x306E;&#x63A5;&#x89E6;&#x89D2;&#x306E;&#x62BD;&#x51FA;&#x306B;&#x6709;&#x7528;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304B;&#x3089; &#xFF08;&#x7D04; 10microm&#xFF09; &#x8584;&#x3044;&#x591A;&#x5B54;&#x8CEA;&#x819C;&#x3002;

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&#xC99D;&#xAE30; &#xCC54;&#xBC84; &#xAE30;&#xC874;&#xC758; &#xB2E4;&#xACF5;&#xC131; &#xBA64;&#xBE0C;&#xB808;&#xC778; &#xC2EC;&#xC9C0;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC81C;&#xD55C; &#xB41C; &#xC5F4; &#xC804;&#xB2EC; &#xC8FC;&#xC5B4;&#xC9C4;&#xB41C; &#xB450;&#xAED8; &#xB300; &#xD55C; &#xC694;&#xAE08;&#xC744; &#xC81C;&#xACF5; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB192;&#xC740; &#xBAA8; &#xC138;&#xAD00; &#xC555;&#xB825; &#xBC0F; &#xB85C;&#xCEEC; &#xB2E4;&#xACF5;&#xC131;&#xC758; &#xC815;&#xBC00;&#xD55C; &#xCEE8;&#xD2B8;&#xB864;&#xC744; &#xC57D;&#xC18D; &#xD558;&#xB294; &#xC705; nanostructuring&#xC744; &#xD1B5;&#xD574;&#xC774; &#xC81C;&#xD55C; &#xC0AC;&#xD56D;&#xC744; &#xD574;&#xACB0;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xC791;&#xD488; nanostructured wicks &#xAD11;&#xD559; &#xC601;&#xC0C1;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C;&#xC758; &#xC816;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xCE21;&#xC815; &#xAE30;&#xBC95;&#xC744; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xD55C;&#xB2E4;. &#xD0C0;&#xB2F9;&#xC131; &#xD569;&#xC131; &#xD45C;&#xBA74; &#xD50C;&#xB77C;&#xC988;&#xB9C8; &#xCC98;&#xB9AC;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xBBF8;&#xD589; &#xC99D;&#xAE30;-&#xC561;&#xCCB4;-&#xACE0;&#xCCB4; (VLS) &#xC131;&#xC7A5; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558;&#xB294; &#xCE5C;&#xC218;&#xC131; &#xC2E4;&#xB9AC;&#xCF58; &#xB098;&#xB178;&#xC640;&#xC774;&#xC5B4; &#xBC30;&#xC5F4; (SiNW)&#xC5D0; &#xC124;&#xBA85; &#xB418;&#xC5B4; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC816; &#xBAA8; &#xC138;&#xAD00;, &#xC810;&#xC131;, &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xC911;&#xB825;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xACC4;&#xC815;&#xC744; &#xD558;&#xB294; &#xBAA8;&#xB378; &#xBC0F; &#xC99D;&#xBC1C; &#xC2DC;&#xAC04;&#xC5D0; &#xB530;&#xB978; &#xC561;&#xCCB4; &#xC778;&#xD130;&#xD398;&#xC774;&#xC2A4; &#xC0C1;&#xC2B9; &#xBE44;&#xAD50; &#xD558; &#xC5EC; &#xACB0;&#xC815; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xBAA8;&#xB378;&#xC740; &#xB0B4;&#xBD80; &#xC811;&#xCD09; &#xAC01;&#xC744; &#xCD94;&#xCD9C; &#xD558;&#xB294; &#xB370; &#xC720;&#xC6A9; &#xD558; &#xC99D;&#xBA85;&#xC5D0;&#xC11C; (&#xC57D; 10microm) &#xC587;&#xC740; &#xB2E4;&#xACF5;&#xC131; &#xD544;&#xB984;.

&#xC587;&#xC740; nanostructured &#xC601;&#xD654; &#xC99D;&#xBC1C;&#xC758; &#xC874;&#xC7AC;&#xC758; &#xC816;&#xC758; &#xD2B9;&#xC131; &#xBD84;&#xC11D;.

C&aacute;maras de vapor mediante mechas de membrana porosa convencional ofrecen a transferencia de calor limitada tarifas de un grosor determinado. Esta limitaci&oacute;n puede abordarse a trav&eacute;s de nanoestructuraci&oacute;n de mecha, que promete altas presiones capilares y un control preciso de la porosidad local. Este trabajo desarrolla una t&eacute;cnica de medici&oacute;n para la mojabilidad de mechas nanoestructurados partiendo de im&aacute;genes &oacute;pticas. Viabilidad se demuestra en una matriz de nanocable de silicio hidrof&iacute;lico (SiNW) sintetizada usando el mecanismo de crecimiento s&oacute;lido-l&iacute;quido-Vapor (VLS) seguido por el tratamiento superficial del plasma. La mojabilidad se determina comparando la subida de time-dependent interfaz l&iacute;quida con un modelo que representa el capilar, viscoso y gravitacional fuerzas y para la evaporaci&oacute;n. Este modelo se demuestra para ser &uacute;til en la extracci&oacute;n de &aacute;ngulo de contacto interno de fina (aproximadamente 10microm) pel&iacute;culas porosas.

Anita Rogacs

Mechanical Engineering

Stanford University

On-chip Isotachophoresis for Separation of Ions and Purification of Nucleic Acids

Anita Rogacs

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Mechanical Engineering

Stanford University

On-chip Isotachophoresis for Separation of Ions and Purification of Nucleic Acids

Mechanical Engineering