Les auteurs n&#39;ont personne à reconnaître.

1. la fabrication de dispositifs <ol><li> Design Deux masques, le premier pour la modélisation de l&#39;onde acoustique de surface (SAW) couche, et la seconde pour le polydiméthylsiloxane (PDMS) moule microcanaux. <ol><li> Le premier masque photographique a une paire de s&#39;opposer transducteurs interdigités (IDT), également connu sous le nom de ligne et de retard SAW marqueurs pour l&#39;alignement du canal et référence spatiale au cours de microscopie. Dans notre dispositif standard, nous avons IDT monoélectrode avec une largeur doigt P = 10 um, ouverture de 750 um, et 25 paires de doigts droites. L&#39;IDT résultant génère SAW avec une longueur d&#39;onde λ = 4 p = 40 pm correspondant à une fréquence de fonctionnement f o = c SAW / λ ≈ 100 MHz à 128 ° YX niobate de lithium (LN). Chaque largeur IDT doit être supérieure à deux fois la largeur du micro-canal afin de réduire les effets de défaut d&#39;alignement alors que la liaison des couches. Paramètres de conception IDT sont discutés comprehensively dans plusieurs livres 9-11. On remarque que seul IDT (placé à la sortie canal) est nécessaire pour conduire le fluide dans le canal en acoustique contre-courant, mais structuration d&#39;une ligne de retard complète aide à l&#39;essai de l&#39;appareil. </li><li> La seconde a une structure de microcanaux simple pour être alignée le long de la ligne à retard à ondes acoustiques de surface, avec une micro-chambre pour former l&#39;entrée du canal. Dans nos appareils classiques, les canaux ont une largeur w = 300 mm et une longueur de 5 mm. En règle générale, la largeur de la voie doit être d&#39;au moins 10 λ pour éviter les effets de diffraction lors de la propagation d&#39;ondes acoustiques dans le microcanal, mais lors de nos tests, nous avons constaté que d&#39;une largeur d&#39;environ 7 λ n&#39;affecterait pas significativement la propagation SAW dans le canal. </li></ol></li><li> Commencez avec une plaquette de LN et s&#39;attachera à 2 cm par 2 cm échantillon. Afin d&#39;effectuer la microscopie à transmission, il est nécessaire d&#39;utiliser une double galette polie de côté. Notez que LN est une norme pour sa biocompatibilité et la SAWpolarisation et le coefficient de couplage piézo-électrique à haute le long de l&#39;axe principal, mais d&#39;autres matériaux piézoélectriques peuvent être utilisés à des considérations de conception appropriées. </li><li> Nettoyer le substrat en le rinçant à l&#39;acétone, le 2-propanol et séchage avec un pistolet à azote. </li><li> Spin manteau de l&#39;échantillon avec Shipley S1818 à 4000 rpm pendant 1 min. </li><li> Doux cuire au four à 90 ° C pendant 1 min sur une plaque chauffante. </li><li> Aligner l&#39;échantillon avec le masque de calque de SAW aide d&#39;un dispositif d&#39;alignement de masque et de l&#39;exposer à la lumière UV avec un 55 mJ / cm 2. Il faut prendre soin d&#39;aligner la direction IDT le long de l&#39;axe principal du substrat de LN. </li><li> Rincer l&#39;échantillon dans Microposit MF319 développeur pendant 30 secondes pour enlever la résine photosensible non exposé. </li><li> L&#39;arrêt se fait par un rinçage de l&#39;échantillon dans de l&#39;eau désionisée et la sécher avec un pistolet à azote. </li><li> Déposer une couche d&#39;adhérence en titane de 10 nm d&#39;épaisseur suivie couche d&#39;or de 100 nm d&#39;épaisseur par évaporation thermique. </li><li> Effectuer le décollage par ultrasons le samplement dans de l&#39;acétone, puis rincez à 2-ol et sec avec un fusil d&#39;azote. </li><li> Silaniser la surface du dispositif pour le rendre hydrophobe dans la zone micro-canal 12. <ol><li> Masquer la zone de microchambre avec AR-N-4340 photosensible négative de tonalité par lithographie optique selon la fiche technique du fabricant. </li><li> Activez la surface de l&#39;échantillon avec un 2 min oxygène plasma (Gambetti Kenologia Srl, Colibri) de 0,14 mbar et une puissance de 100 W donnant une tension de polarisation d&#39;environ 450 V. </li><li> Mélanger 35 ml hexadécane, 15 ml de tétrachlorure de carbone (CCl 4), et 20 pl octadécyltrichlorosilane (OTS) dans un bécher à l&#39;intérieur de la hotte. Placez l&#39;appareil dans la solution et laisser couvert pendant deux heures. </li><li> Rincer l&#39;appareil avec 2-ol et le sécher avec un pistolet d&#39;azote. </li><li> Vérifiez que l&#39;angle de contact de l&#39;eau sur la surface est supérieure à 90 °. Si l&#39;angle de contact est insuffisante, nettoyez l&#39;échantillon et refaire les étapes de 1.11. </li><li> Supprimerle résidu de résist sur l&#39;échantillon par un rinçage à l&#39;acétone, le 2-propanol et séchage avec un pistolet à azote. </li></ol></li><li> Monter l&#39;échantillon sur une carte de circuit imprimé avec des guides d&#39;ondes de fréquence radio et des connecteurs coaxiaux standards (RF-PCB), puis mettre absorbeur acoustique (First Contact polymère) sur les bords de l&#39;échantillon et connectez l&#39;IDT par liaison filaire ou en utilisant des connecteurs de pogo. </li><li> Une matrice-modèle de la couche de canal est configurée avec SU-8 sur un petit morceau de silicium (Si) en utilisant la photolithographie optique plaquette standard. SU-8 Type de recette et de photolithographie seront tributaires de la PDMS hauteur du canal interne finale requise. </li><li> Moulage PDMS sur le moule <ol><li> Mélanger PDMS avec un agent de durcissement dans un rapport de 10:01. </li><li> Centrifuger le PDMS pendant 2 min à 1.320 g pendant dégazage. </li><li> Verser le PDMS doucement sur le SU-8 de la moisissure dans une boîte de Petri à une hauteur totale PDMS de l&#39;ordre de 1 mm. Le plat ouvert Petri peut être placé dans un dessiccateur à vide pendant environ 30 min en order à dégazer le PDMS plus loin. </li><li> Une fois dégazé, traitement PDMS par chauffage à 80 ° C pendant une heure dans un four. Notez que le temps de cuisson et la température peuvent affecter les propriétés mécaniques du PDMS. </li></ol></li><li> Préparer la couche PDMS solide <ol><li> Couper autour du canal à l&#39;aide d&#39;une lame chirurgicale, en faisant attention à ne pas endommager le maître SU8, et le retirer. </li><li> Réplique bords sont ensuite raffinées et redressées à l&#39;aide d&#39;une lame de rasoir avec un jeu d&#39;au moins 2 mm sur le côté latéral de la chaîne et sans jeu (découpe droite à travers) à la sortie du canal. </li><li> Poinçonner un trou dans la microchambre à l&#39;aide d&#39;un perforateur Unicore Harris pour former l&#39;entrée de fluide de chargement. </li></ol></li><li> Bond du canal PDMS avec le substrat de LN par collage conforme simple. De cette façon, le lien tiendra tout au long de la phase de test fluide tout en restant réversible. <ol><li> Les deux surfaces sont nettoyées avant d&#39;entrer en soufflant tout excès de débris à l&#39;air de l&#39;azote comprimé. Il est critical lors de l&#39;assemblage des pièces d&#39;aligner le canal avec le grand axe de la LN selon les repères d&#39;alignement à motifs. </li></ol></li><li> Le schéma complet de l&#39;appareil est illustré à la figure 1. Magasin complété dispositifs dans un environnement propre jusqu&#39;à son utilisation. </li></ol> Note: Il est important que toutes les étapes de fabrication sont réalisées dans un environnement de salle blanche pour éviter la contamination de l&#39;appareil avant de l&#39;utiliser. Note: Chacune des étapes de lithographie optique peut être remplacé par des méthodes préférées de l&#39;utilisateur. Remarque: La procédure de silanisation peut être remplacée par un procédé de revêtement hydrophobe préféré 13. 2. Test de l&#39;appareil RF <ol><li> Calibrer le réseau ou l&#39;analyseur de spectre avec un guide d&#39;onde ouvert / court sur votre RF-PCB. </li><li> Branchez la ligne à retard SAW pour les ports d&#39;un analyseur de spectre et mesurer la matrice de diffusion de l&#39;appareil. La transmission d&#39;une paire de transducteurs unique électrode ressemblera à la valeur absolue d&#39;une fonction sinc centré à la fréquence de fonctionnement de l&#39;IDT. Dans le spectre de réflexion d&#39;un plongeur (minimum) est observée à la même fréquence 9-11. Dans nos dispositifs à la fréquence de fonctionnement de 100 MHz le long des grandes valeurs typiques de l&#39;axe sont -15 dB pour S11 et S22 et -10 dB pour S 12 (sans chaînes PDMS). </li></ol> 3. Microfluidique et particules débit Dynamics expériences et l&#39;analyse Visualisation <ol><li> Placer l&#39;échantillon sous un microscope. La configuration optique spécifique dépend des phénomènes microfluidiques SAW être observées. Par exemple, un simple microscope à réflexion et équipé d&#39;un objectif 4X et une caméra 30 fps vidéo sera adapté pour étudier la dynamique de remplissage des fluides. Pour étudier la dynamique de microparticules plus complexes, il peut être nécessaire d&#39;utiliser un microscope équipé d&#39;un objectif 20X et à 100 fps ou une caméra vidéo supérieure. Il est important que la fois l&#39;objectif et la cadence suffisamment élevée pour capturer toutes les fonctionnalités de flux spatialement et temporellement importants. </li><li> Raccorder le IDT en face de la sortie du canal à un générateur de signaux RF et l&#39;exploiter à la fréquence de résonance observée dans les mesures de la matrice de diffusion. La puissance de fonctionnement typique des expériences acoustiques contre-courant est de 20 dBm. Si nécessaire, utilisez un amplificateur hyperfréquence de forte puissance. Acoustic-streaming et les phénomènes d&#39;atomisation sont observés sans contre-acoustique pendant l&#39;exécution du dispositif à faible puissance: typiquement recirculation acoustique-streaming commence à 0 dBm et l&#39;atomisation se produit au-dessus de 14 dBm. </li><li> Chargez 60 pl de fluide dans le microchambre avec une micro-pipette. Liquide va diffuser passivement dans la microchambre. Si nécessaire, poussez doucement sur la surface de microchambre afin de favoriser le remplissage de microchambre. <ol><li> Afin de visualiser le flux, il est nécessaire d&#39;ajouter des microbilles au fluide. Notez que pour éviter Clust de particuleseRing, soniquer la suspension de particules avant les expériences. Pour éviter l&#39;adhérence des particules sur le substrat appliquer un signal de 0 dBm à l&#39;appareil pendant le chargement. </li></ol></li><li> Commencer à enregistrer la vidéo à travers le microscope et augmenter la puissance de fonctionnement afin d&#39;observer à contre-courant acoustique. Régimes d&#39;écoulement différents seront déterminés par la puissance d&#39;entrée, la conception de puces et le diamètre des particules. <ol><li> Afin de saisir qualitativement la dynamique, l&#39;écoulement du fluide doit être enregistrée à proximité du ménisque et l&#39;entrée à différents stades de canal de remplissage en utilisant des marqueurs comme référence spatiale. </li><li> Pour effectuer la mesure quantitative de la dynamique des particules par micro vélocimétrie par image de particules (μPIV) 14,15 ou spectroscopie de corrélation d&#39;images spatio-temporel (STICS) 16,17, l&#39;écoulement du fluide doit être enregistrée dans le point d&#39;intérêt avec un champ de vue fixe pendant au moins 100 trames à une cadence d&#39;images imposé par la dynamique des particules. </li></ol></li><li> Analyser la vidéo avec un logiciel de traitement d&#39;image. Le choix du logiciel à utiliser est fonction des phénomènes d&#39;intérêt. Par exemple, pour quantifier la distribution de la taille des gouttelettes atomisées, la périodicité spatiale de l&#39;accumulation de particules ou de suivi manuel des particules diluées, des logiciels d&#39;analyse d&#39;image simple de freeware comme Fidji est adapté 18; que, afin d&#39;obtenir de courants et des mesures du champ de vitesse, customisé MPIV 19 ou 20 STICS code est nécessaire. Dans notre analyse du code STICS personnalisé est écrit en MATLAB, cependant une alternative préférée langue de codage peut être tout aussi acceptable. </li></ol>

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	<li>Masini, L., Cecchini, M., Girardo, S., Cingolani, R., Pisignano, D., Beltram, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-acoustic-wave+counterflow+micropumps+for+on-chip+liquid+motion+control+in+two-dimensional+microchannel+arrays.">Surface-acoustic-wave counterflow micropumps for on-chip liquid motion control in two-dimensional microchannel arrays.</a> Lab on a Chip. 10 (15), 1997-2000 (2010).</li><li>Travagliati, M., De Simoni, G., Lazzarini, C. 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I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Moving-part-free+microfluidic+systems+for+lab-on-a-chip.">Moving-part-free microfluidic systems for lab-on-a-chip.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 19 (5), 054001-05 (2009).</li><li>Lindken, R., Rossi, M., Gro&#223;e, S., Westerweel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-particle+image+velocimetry+(&#956;PIV):+recent+developments,+applications,+and+guidelines.">Micro-particle image velocimetry (&#956;PIV): recent developments, applications, and guidelines.</a> Lab on a Chip. 9 (17), 2551-2567 (2009).</li><li>Gedge, M., Hill, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustofluidics+17:+Theory+and+applications+of+surface+acoustic+wave+devices+for+particle+manipulation.">Acoustofluidics 17: Theory and applications of surface acoustic wave devices for particle manipulation.</a> Lab on a Chip. 12 (17), 2998-3007 (2012).</li></ol>

Les auteurs n&#39;ont rien à révéler.

Un des plus grands défis à relever par la communauté microfluidique est la réalisation d&#39;une plate-forme de commande pour les dispositifs de point de soins vraiment portables. Parmi les micro-pompes intégré proposé 23, ceux basés sur des ondes acoustiques de surface (SAW) sont particulièrement attrayant en raison de leurs capacités associées à la concentration et la séparation de mélange 4, l&#39;atomisation et la particule de fluide. Dans cet article, nous avons montré comment f...

L&#39;un des défis continus auxquels la communauté microfluidique est la nécessité d&#39;avoir un mécanisme de pompage efficace qui peut être miniaturisé pour l&#39;intégration dans les systèmes micro-totale d&#39;analyse véritablement portables (μTAS départ). Systèmes de pompage macroscopiques standard ne parviennent pas simplement de fournir la portabilité nécessaire pour μTAS de, en raison de la mise à l&#39;échelle défavorable des débits volumétriques que la taille du canal diminue jusqu&#39;à l&#39;ordre du micron ou moins. Au contraire, les scies ont suscité un intérêt croissant en tant que mécanismes d&#39;actionnement des fluides et apparaître comme une voie prometteuse pour la solution de certains de ces problèmes 1,2. SAW ont été illustrées afin de fournir un mécanisme très efficace de transport de l&#39;énergie dans les liquides 3. Quand une scie se propage sur un substrat piézo-électrique, par exemple en niobate de lithium (LN), l&#39;onde se rayonnée dans le fluide retenu dans sa trajectoire d&#39;un angle appelé angle de Rayleigh θ R = sin722, 1 (c F / C s), du fait de la non-concordance des vitesses du son dans le substrat, c s, et le fluide F c. Cette fuite de rayonnement dans le fluide donne lieu à une onde de pression qui entraîne en continu acoustiques dans le fluide. En fonction de la géométrie du dispositif et de la puissance appliquée à l&#39;appareil, ce mécanisme a été représenté pour actionner une grande variété de processus sur la puce, telles que le mélange de fluides, le tri des particules, l&#39;atomisation, et de 1,4 pompage. Malgré la simplicité et l&#39;efficacité de l&#39;actionnement microfluidique avec une scie, il ya seulement un petit nombre de Saw conduit mécanismes de pompage microfluidiques qui ont été démontrés à ce jour. La première démonstration a été la simple traduction des gouttelettes libres placés dans le chemin de propagation de SAW sur un substrat piézoélectrique 3. Cette nouvelle méthode a suscité beaucoup d&#39;intérêt à l&#39;aide de scies comme une méthode d&#39;actionnement microfluidique, mais il y avait toujours un besoin pour des fluides àêtre entraînée par la voie d&#39;un clos-tâche plus difficile. Tan et al. Démontré pompage dans un micro-canal qui a été soumis à une ablation laser directement dans le substrat piézoélectrique. Par modification géométrique par rapport à la dimension IDT canal, et ils ont pu démontrer les flux à la fois uniformes et de mélange 5. Glass et al. Récemment démontré une méthode de déplacement des fluides à travers des microcanaux et des composants microfluidiques en combinant SAW rotations actionnés avec la microfluidique centrifuges, comme une démonstration de la véritable miniaturisation du concept populaire Lab-on-a-CD 6,7. Cependant, le seul entièrement clos SAW entraînée mécanisme qui a été démontré pompage reste à Cecchini et al. Du contre-acoustique SAW-driven 8 l&#39;objet de cette vidéo. Il exploite l&#39;atomisation et la coalescence d&#39;un fluide à pomper à travers un canal fermé dans la direction opposée à la direction de propagation de l&#39;unvague Coustic. Ce système peut donner lieu à des flux étonnamment complexes dans un micro-canal. Par ailleurs, selon la géométrie du dispositif, il peut fournir une gamme de systèmes de flux, des flux laminaires à des régimes plus complexes caractérisés par des tourbillons et des domaines particules accumulation. La capacité d&#39;influencer facilement les caractéristiques des flux au sein de l&#39;appareil montre des possibilités de manipulation de particules sur puce avancés. Dans ce protocole, nous tenons à préciser les principaux aspects pratiques de la microfluidique à base de SAW: fabrication de l&#39;appareil, opération expérimentale, et la visualisation de flux. Alors que nous décrivons explicitement ces procédures pour la fabrication et le fonctionnement des dispositifs pilotés par SAW à contre-acoustiques, ces sections peuvent facilement être modifiés pour leur application à un éventail de régimes microfluidiques SAW-motrices.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double side polished 128&#176; YX lithium niobate wafer</td>
			<td>Crystal Technology, LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon wafer</td>
			<td>Siegert Wafers</td>
			<td></td>
			<td>We use &#60;100&#62;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IDT Optical lithography mask with alignment marks (positive)</td>
			<td>Any vendor</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Channel Optical lithography mask (negative)</td>
			<td>Any vendor</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Positive photoresist</td>
			<td>Shipley</td>
			<td>S1818</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Positive photoresist developer</td>
			<td>Microposit</td>
			<td>MF319</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Negative tone photoresist</td>
			<td>Allresist</td>
			<td>AR-N-4340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Negative tone photoresist developer</td>
			<td>Allresist</td>
			<td>AR 300-475</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU8 thick negative tone photoresist</td>
			<td>Microchem</td>
			<td>SU-8 2000 Series</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU8 thick negative tone photoresist developer</td>
			<td>Microchem</td>
			<td>SU-8 developer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexadecane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H6703</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon tetrachloride (CCl4)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>107344</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Octadecyltrichlorosilane (OTS)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>104817</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone CMOS grade</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>40289</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-propanol CMOS grade</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>40301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Titanium</td>
			<td>Any vendor</td>
			<td>99.9% purity</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold</td>
			<td>Any vendor</td>
			<td>99.9% purity</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDMS</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>Sylgard 184 silicone elastomer kit with curing agent</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>Any vendor</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mm ID Harris Uni-Core multi-purpose coring tool</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z708895</td>
			<td>Any diameter greater than 2 mm is suitable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acoustic absorber</td>
			<td>Photonic Cleaning Technologies</td>
			<td>First Contact regular kit</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RF-PCB</td>
			<td>Any vendor</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spinner</td>
			<td>Laurell technologies corporation</td>
			<td>WS-400-6NPP</td>
			<td>Any spinner can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV Mask aligner</td>
			<td>Karl Suss</td>
			<td>MJB 4</td>
			<td>Any aligner can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal evaporator</td>
			<td>Kurt J. Lesker</td>
			<td>Nano 38</td>
			<td>Any thermal, e-beam evaporator or sputtering system can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen plasma asher</td>
			<td>Gambetti Kenologia Srl</td>
			<td>Colibr&#236;</td>
			<td>Any plasma asher or RIE machine can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5810 R</td>
			<td>Any centrifuge can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire bonder</td>
			<td>Kulicke &#38; Soffa</td>
			<td>4523AD</td>
			<td>Any wire bonder can be used if the PCB is used without pogo connectors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Contact Angle Meter</td>
			<td>KSV</td>
			<td>CAM 101</td>
			<td>Any contact angle meter can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrum analyzer</td>
			<td>Anristu</td>
			<td>56100A</td>
			<td>Any spectrum or network analyzer can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RF signal generator</td>
			<td>Anristu</td>
			<td>MG3694A</td>
			<td>Any RF signal generator can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RF high power amplifier</td>
			<td>Mini Circuits</td>
			<td>ZHL-5W-1</td>
			<td>Any RF high power amplifier can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microbeads suspension</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L3280</td>
			<td>Depending on the experimental purpose different suspension of different diameter and different material properties can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>Ti-Eclipse</td>
			<td>Any optical microscope with spatial resolution satisfying experimental purposes can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Video camera</td>
			<td>Basler</td>
			<td>A602-f</td>
			<td>Any video camera that has enough frame rate and sensitivity satisfying experimental purposes can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera acquisition software</td>
			<td>Advanced technologies</td>
			<td>Motion Box</td>
			<td>Any software enabling high and controlled frame rate acquisition can be used</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication, operation and flow visualization in surface-acoustic-wave-driven acoustic-counterflow microfluidics

des ondes acoustiques de surface (SAW) peuvent être utilisés pour conduire des liquides dans les puces microfluidiques portables via le phénomène de contre-acoustique. Dans cette vidéo, nous vous présentons le protocole de fabrication d&#39;un dispositif de contre-acoustique de SAW multicouche. Le dispositif est fabriqué à partir d&#39;un niobate (LN) substrat lithium sur lequel deux transducteurs interdigités (IDT) et des marqueurs appropriés sont modelés. A (PDMS) canal polydiméthylsiloxane jeté sur un moule maître SU8 est finalement fixée sur le substrat à motifs. En suivant le procédé de fabrication, on montre les techniques qui permettent la caractérisation et le fonctionnement du dispositif de contre-acoustique afin de pomper des fluides à travers la grille de canal PDMS. Nous présentons enfin la procédure de visualiser l&#39;écoulement du liquide dans les canaux. Le protocole est utilisé pour montrer fluide sur puce pompage sous différents régimes d&#39;écoulement tels que l&#39;écoulement laminaire et la dynamique plus complexe caractérisé par des tourbillons et des domaines d&#39;accumulation de particules.

La figure 2 montre des résultats représentatifs des tests de RF de l&#39;appareil qui ont été prises avant la liaison de la couche de LN à la couche de microcanaux: typique S 11 et S 12 spectres sont présentés dans le panneau a) et b) respectivement. La profondeur de la vallée à la fréquence centrale de S spectre 11 est liée à l&#39;efficacité de conversion de puissance RF dans SAW puissance mécanique. Ainsi, pour un nombre...

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Fabrication, Operation and Flow Visualization in Surface-acoustic-wave-driven Acoustic-counterflow Microfluidics

Dans cette vidéo, nous décrivons d&#39;abord les procédures de fabrication et d&#39;exploitation d&#39;une onde acoustique de surface (SAW) de l&#39;appareil à contre-courant de l&#39;acoustique. Nous démontrons ensuite un dispositif expérimental qui permet à la fois la visualisation des écoulements analyse qualitative et quantitative des flux complexes dans le dispositif de pompage SAW.

Fabrication, l&#39;exploitation et la visualisation des écoulements en surface à ondes acoustiques axées microfluidique-Acoustiques contre-courant

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we ...

fabrication-operation-flow-visualization-surface-acoustic-wave-driven

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Civil Engineering

Unit 1

Flow in Pipes

Sound

SCIENTISTS IN ACTION

16.9K vues.  Istituto Italiano di Tecnologia. Dans cette vidéo, nous décrivons d'abord les procédures de fabrication et d'exploitation d'une onde acoustique de surface (SAW) de l'appareil à contre-courant de l'acoustique. Nous démontrons ensuite un dispositif expérimental qui permet à la fois la visualisation des écoulements analyse qualitative et quantitative des flux complexes dans le dispositif de pompage SAW.

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Synthesis and Operation of Fluorescent-core Microcavities for Refractometric Sensing

This paper discusses fluorescent core microcavity-based sensors that can operate in a microfluidic analysis setup. These structures are based on the formation of a fluorescent quantum-dot (QD) coating on the channel surface of a conventional microcapillary. Silicon QDs are especially attractive for this application, owing in part to their negligible toxicity compared to the II-VI and II-VI compound QDs, which are legislatively controlled substances in many countries. While the ensemble emission spectrum is broad and featureless, an Si-QD film on the channel wall of a capillary features a set of sharp, narrow peaks in the fluorescence spectrum, corresponding to the electromagnetic resonances for light trapped within the film. The peak wavelength of these resonances is sensitive to the external medium, thus permitting the device to function as a refractometric sensor in which the QDs never come into physical contact with the analyte. The experimental methods associated with the fabrication of the fluorescent-core microcapillaries are discussed in detail, as well as the analysis methods. Finally, a comparison is made between these structures and the more widely investigated liquid-core optical ring resonators, in terms of microfluidic sensing capabilities.

Fluorescent-core microcavity sensors employ a high-index quantum-dot coating in the channel of silica microcapillaries. Changes in the refractive index of fluids pumped into the capillary channel cause shifts in the microcavity fluorescence spectrum that can be used to analyze the channel medium.

Synthèse et exploitation des Fluorescent-core Microcavités de détection réfractométrique

This paper discusses  fluorescent core microcavity-based sensors that can operate in a microfluidic  analysis setup. These structures are based on the ...

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Ingénierie

Fabrication and Visualization of Capillary Bridges in Slit Pore Geometry

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. High aspect ratio hydrophobic pillars are fabricated and functionalized to render their top surfaces hydrophilic. The combination of a physical feature (the pillar) with a chemical boundary (the hydrophilic film on the top of the pillar) provides both a physical and chemical heterogeneity that pins the triple contact line, a necessary feature to create stable long but narrow capillary bridges. The substrates with the pillars are attached to glass slides and secured into custom holders. The holders are then mounted onto four axis microstages and positioned such that the pillars are parallel and facing each other. The capillary bridges are formed by introducing a fluid in the gap between the two substrates once the separation between the facing pillars has been reduced to a few hundred micrometers. The custom microstage is then employed to vary the height of the capillary bridge. A CCD camera is positioned to image either the length or the width of the capillary bridge to characterize the morphology of the fluid interface. Pillars with widths down to 250 &#181;m and lengths up to 70 mm were fabricated with this method, leading to capillary bridges with aspect ratios (length/width) of over 1001.

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. The creation of capillary bridges relies on the formation of pillars to provide a directional physical and chemical heterogeneity to pin the fluid. Capillary bridges are formed and manipulated using microstages and visualized using a CCD camera.

Fabrication et visualisation de ponts capillaires en géométrie des pores fendus

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. High aspect ratio hydrophobic pillars are fabricated and ...

Taking Advantage of Reduced Droplet-surface Interaction to Optimize Transport of Bioanalytes in Digital Microfluidics

Digital microfluidics (DMF), a technique for manipulation of droplets, is a promising alternative for the development of &#8220;lab-on-a-chip&#8221; platforms. Often, droplet motion relies on the wetting of a surface, directly associated with the application of an electric field; surface interactions, however, make motion dependent on droplet contents, limiting the breadth of applications of the technique.
Some alternatives have been presented to minimize this dependence. However, they rely on the addition of extra chemical species to the droplet or its surroundings, which could potentially interact with droplet moieties. Addressing this challenge, our group recently developed Field-DW devices to allow the transport of cells and proteins in DMF, without extra additives.
Here, the protocol for device fabrication and operation is provided, including the electronic interface for motion control. We also continue the studies with the devices, showing that multicellular, relatively large, model organisms can also be transported, arguably unaffected by the electric fields required for device operation.

The protocol for fabrication and operation of field dewetting devices (Field-DW) is described, as well as the preliminary studies of the effects of electric fields on droplet contents.

Profitant de interaction réduite des gouttelettes de la surface pour optimiser le transport de Bioanalytes en microfluidique digitale

Digital microfluidics (DMF), a technique for manipulation of droplets, is a promising alternative for the development of &#8220;lab-on-a-chip&#8221; ...

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological and physical sciences over the past few decades. The progress made in this field invites further study of even smaller systems and at a larger scale, with tools that could be distributed more easily and made more widely available. Unfortunately, the fundamental laws of diffraction limit the minimum size of the focal spot of a laser beam, which makes particles smaller than a half-wavelength in diameter hard to trap and generally prevents an operator from discriminating between particles which are closer together than one half-wavelength. This precludes the optical manipulation of many closely-spaced nanoparticles and&#160;limits the&#160;resolution of optical-mechanical systems. Furthermore, manipulation using focused beams requires beam-forming or steering optics, which can be very bulky and expensive. To address these limitations in the system scalability of conventional optical trapping our lab has devised an alternative technique which utilizes near-field optics to move particles across a chip. Instead of focusing laser beams in the far-field, the optical near field of plasmonic resonators produces the necessary local optical intensity enhancement to overcome the restrictions of diffraction and manipulate particles at higher resolution. Closely-spaced resonators produce strong optical traps which can be addressed to mediate the hand-off of particles from one to the next in a conveyor-belt-like fashion. Here, we describe how to design and produce a conveyor belt using a gold surface patterned with plasmonic C-shaped resonators and how to operate it with polarized laser light to achieve super-resolution nanoparticle manipulation and transport. The nano-optical conveyor belt chip can be produced using lithography techniques and easily packaged and distributed.

The scalability and resolution of conventional optical manipulation techniques are limited by diffraction. We circumvent the diffraction limit and describe a method of optically transporting nanoparticles across a chip using a gold surface patterned with a path of closely spaced C-shaped plasmonic resonators.

Fabrication et fonctionnement d&#39;un Convoyeur Nano-optique

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must be smaller than the incident wavelength of sound and the width of the fluidic channels are typically tens to hundreds of micrometers across, acoustofluidic devices typically use ultrasonic waves generated from a piezoelectric transducer pulsating at high frequencies (in the megahertz range). At characteristic frequencies that depend on the geometry of the device, it is possible to induce the formation of standing waves that can focus particles along desired fluidic streamlines within a bulk flow. Here, we describe a method for the fabrication of acoustophoretic devices from common materials and clean room equipment. We show representative results for the focusing of particles with positive or negative acoustic contrast factors, which move towards the pressure nodes or antinodes of the standing waves, respectively. These devices offer enormous practical utility for precisely positioning large numbers of microscopic entities (e.g., cells) in stationary or flowing fluids for applications ranging from cytometry to assembly.

Acoustofluidic devices use ultrasonic waves within microfluidic channels to manipulate, concentrate and isolate suspended micro and nanoscopic entities. This protocol describes the fabrication and operation of such a device supporting bulk acoustic standing waves to focus particles in a central streamline without the aid of sheath fluids.

Fabrication et fonctionnement de Acoustofluidic Dispositifs de support en vrac ondes acoustiques permanents pour introducteur Mise au point des particules

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors (MKIDs) for the detection of faint astrophysical signatures, as well as for quantum computing applications and materials characterization. In this paper, procedures are presented for the fabrication and characterization of thin-film superconducting microwave resonators. The fabrication methodology allows for the realization of superconducting transmission-line resonators with features on both sides of an atomically smooth single-crystal silicon dielectric. This work describes the procedure for the installation of resonator devices into a cryogenic microwave testbed and for cool-down below the superconducting transition temperature. The set-up of the cryogenic microwave testbed allows one to do careful measurements of the complex microwave transmission of these resonator devices, enabling the extraction of the properties of the superconducting lines and dielectric substrate (e.g., internal quality factors, loss and kinetic inductance fractions), which are important for device design and performance.

Superconducting microwave resonators are of interest for detection of light, quantum computing applications and materials characterization. This work presents a detailed procedure for fabrication and characterization of superconducting microwave resonator scattering parameters.

Fabrication et caractérisation de supraconductrices Resonators

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, interface precipitation, and mini-emulsion. In all methods, well-defined, micrometer-sized spheres are obtained from a self-assembling process in solution. The vapor diffusion method can result in spheres with the highest sphericity and surface smoothness, yet the types of the polymers able to form these spheres are limited. On the other hand, in the mini-emulsion method, microspheres can be made from various types of polymers, even from highly crystalline polymers with coplanar, &#960;-conjugated backbones. The photoluminescent (PL) properties from single isolated microspheres are unusual: the PL is confined inside the spheres, propagates at the circumference of the spheres via the total internal reflection at the polymer/air interface, and self-interferes to show sharp and periodic resonant PL lines. These resonating modes are so-called "whispering gallery modes" (WGMs). This work demonstrates how to measure WGM PL from single isolated spheres using the micro-photoluminescence (&#181;-PL) technique. In this technique, a focused laser beam irradiates a single microsphere, and the luminescence is detected by a spectrometer. A micromanipulation technique is then used to connect the microspheres one by one and to demonstrate the intersphere PL propagation and color conversion from coupled microspheres upon excitation at the perimeter of one sphere and detection of PL from the other microsphere. These techniques, &#181;-PL and micromanipulation, are useful for experiments on micro-optic application using polymer materials.

Protocols for the synthesis of microspheres from polymers, the manipulation of microspheres, and micro-photoluminescence measurements are presented.

Fabrication de microsphères polymères pour résonateurs optiques et applications laser

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present an advanced method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics. The proposed process addresses several fabrication issues, including large area processing. Specifically, the protocol describes a process for fabricating ultra-thin color films using an electron beam evaporator for oblique angle deposition of germanium (Ge) and gold (Au) on silicon (Si) substrates.&#160; Film porosity produced by the oblique angle deposition induces color changes in the ultra-thin film. The degree of color change depends on factors such as deposition angle and film thickness. Fabricated samples of the ultra-thin color films showed improved color tunability and color purity. In addition, the measured reflectance of the fabricated samples was converted into chromatic values and analyzed in terms of color. Our ultra-thin film fabricating method is expected to be used for various ultra-thin film applications such as flexible color electrodes, thin film solar cells, and optical filters. Also, the process developed here for analyzing the color of the fabricated samples is broadly useful for studying various color structures.

We present a detailed method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics for optical coatings. The oblique angle deposition technique using an electron beam evaporator allows improved color tunability and purity. Fabricated films of Ge and Au on Si substrates were analyzed by reflectance measurements and color information conversion.

Fabrication de Films couleur ultra-mince avec hautement absorbant Media Depot en Angle Oblique

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present ...

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of nanowires. DEP is used for nanowire analysis, characterization, and for solution-based fabrication of semiconducting devices. The method works by applying an alternating electric field between metallic electrodes. The nanowire formulation is then dropped onto the electrodes which are on an inclined surface to create a flow of the formulation using gravity. The nanowires then align along the gradient of the electric field and in the direction of the liquid flow. The frequency of the field can be adjusted to select nanowires with superior conductivity and lower trap density. 
In this work, flow-assisted DEP is used to create nanowire field effect transistors. Flow-assisted DEP has several advantages: it allows selection of nanowire electrical properties; control of nanowire length; placement of nanowires in specific areas; control of orientation of nanowires; and control of nanowire density in the device. 
The technique can be expanded to many other applications such as gas sensors and microwave switches. The technique is efficient, quick, reproducible, and it uses a minimal amount of dilute solution making it ideal for the testing of novel nanomaterials. Wafer scale assembly of nanowire devices can also be achieved using this technique, allowing large numbers of samples for testing and large-area electronic applications.

In this paper, flow assisted dielectrophoresis is demonstrated for the self-assembly of nanowire devices. The fabrication of a silicon nanowire field effect transistor is shown as an example.

Flux-aidé diélectrophorèse : Une méthode Low Cost pour la Fabrication des dispositifs de nanofils traitable-Solution Haute Performance

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...

Experimental Investigation of the Flow Structure over a Delta Wing Via Flow Visualization Methods

It is well known that the flow field over a delta wing is dominated by a pair of counter rotating leading edge vortices (LEV). However, their mechanism is not well understood. The flow visualization technique is a promising non-intrusive method to illustrate the complex flow field spatially and temporally. A basic flow visualization setup consists of a high-powered laser and optic lenses to generate the laser sheet, a camera, a tracer particle generator, and a data processor. The wind tunnel setup, the specifications of devices involved, and the corresponding parameter settings are dependent on the flow features to be obtained.
Normal smoke wire flow visualization uses a smoke wire to demonstrate the flow streaklines. However, the performance of this method is limited by poor spatial resolution when it is conducted in a complex flow field. Therefore, an improved smoke flow visualization technique has been developed. This technique illustrates the large-scale global LEV flow field and the small-scale shear layer flow structure at the same time, providing a valuable reference for later detailed particle image velocimetry (PIV) measurement.
In this paper, the application of the improved smoke flow visualization and PIV measurement to study the unsteady flow phenomena over a delta wing is demonstrated. The procedure and cautions for conducting the experiment are listed, including wind tunnel setup, data acquisition, and data processing. The representative results show that these two flow visualization methods are effective techniques for investigating the three-dimensional flow field qualitatively and quantitatively.

Here, we present a protocol to observe unsteady vortical flows over a delta wing using a modified smoke flow visualization technique and investigate the mechanism responsible for the oscillations of the leading-edge vortex breakdown locations.

Étude expérimentale de la Structure d’écoulement sur une aile Delta Via les méthodes de visualisation de flux

It is well known that the flow field over a delta wing is dominated by a pair of counter rotating leading edge vortices (LEV). However, their mechanism is ...