Yazarlar hiçbir ilgili kaynaklar var.

1. EHD akışı doğrultucu iyon taşıma ile indüklenen
<ol><li>İyon taşıma yolları düzeltilmesi için bir akış kanal aygıtı gelişimi
	<ol>
<li>Baraj gölünün PTFE kalıp olun:<ol>
<li>13 x 30 x 10 mm3 kalıp freze makinesi kullanarak bir politetrafloroetilin (PTFE) blok kesme (bkz. Şekil 2). Alternatif olarak, özel yapım bir ürün satın almak.</li>
			<li>Akrilik levhalar 15 x 18 x 1 mm3 PTFE kalıp yırtmaçlı havzanın önyargı elektrotlar yerleşmek için yapacak bir plastik yapıştırıcı ile her iki ucundaki uygun. Buralarda büyük bir plaka kes şunu veya satın.</li>
			<li>13 x 30 x 1 mm3 ' te PTFE kalıp düzlemsel yüzeyler için net gözlem yapmak için plastik bir yapıştırıcı ile alt ve üst yüzeyleri akrilik plakalar uygun.</li>
		</ol>
</li>
		<li>10:1 50 mL tüp'oranında bir silikon elastomer temel ve kür Ajan mix ve tüp eliyle sallamayın.</li>
		<li>Döner pompa kullanarak degas ve sıvı PDMS vakum bir gemi yerleşmek.</li>
		<li>Tüp gemiden kaldırın. PDMS 40 x 50 x baraj gölünün dış şekil kalıp ve rezervuar kalıp yerleştirmek için 24 mm3 plastik kap içine dökün (bkz. Adım 1.1.1) içindeki.</li>
		<li>Tüm vücut sıvı PDMS yaklaşık 4 h için 80 ° C'de bir ocağın üzerinde pişirin.</li>
		<li>Sonra fırında, PTFE kalıp ve dış gemi PDMS rezervuar el ile izole et. Bir yarık havzanın merkezi arasında cerrahi bir bıçak kullanarak yapın. Bu içine Cımbız kullanarak (1.1.16 adımda hazırlanan) bir anyon-Satım membran kenarlarını koymak için kullanılacaktır. Not: PDMS rezervuar elektrolit çözümleri ile daha sonra Şekil 2' de gösterildiği gibi girilir.</li>
		<li>(Özel sipariş tarafından yapılan) cam plakanın 18 mm kenarları ile 18 mm çapı veya bir kare bir dairesel şekli ile elde edilir.</li>
		<li>Cam plakanın aseton, etanol ve saf suda 15 dakika bir ultrasonication banyosu (bu sırayla) ıslatarak yıkayın.</li>
		<li>Bir hava tabancası ile uzak kalan herhangi bir sıvı darbe veya yaklaşık 473 K., 5 min için bir aspiratör ile cam plakanın ısı</li>
		<li>Radyo frekansı SAÇTIRMA kullanarak, Cr veya Ar plazma 75 W, 1 dk. için maruz Ti ile cam yüzey kat ve gittikçe, 75W, kalınlığı yaklaşık 100 olarak ayarlanması, Au ince film 5 min için mevduat nm. Not: hedef metaller ile cam yüzey kaplama önce örnekleri kadar basınç azaldı o döner bir pompa ve bir moleküler difüzyon pompa ile 1 x 10−2 için PA tahliye edildiği vakum odasında kuruldu</li>
		<li>Bir kurşun bir havya kullanarak Au elektrot yüzeyinde lehim. Not: Au elektrot şeklinde muhtemelen kareler ve helisel teller, yüzey alanlarını iyonik akımlar üretmek için büyük Bakımı tarafından değiştirilebilir.</li>
		<li>Cımbız ile havzanın her iki ucunda bir Au ince film ile kaplı cam plakanın ayarlayın. Bu önyargı elektrotlar vardır.</li>
		<li>Bir anyon-Satım membran makası kullanarak 20 x 18 mm2 dikdörtgen bir şekil içine kesti. 13 mm eninde ve 10 mm içinde yükseklik bir yüzey alanı bir sıvıya maruz kalmaktadır. Burada, bir maket ya da cerrahi bıçak da membran kesmek için kullanılabilir.</li>
		<li>3 x 5.5 mm2 membran bir kenarından bir dikdörtgen parça makasla kesmek. Not: 220 µm anyon-Satım membran kalınlığı var. Membran kolayca makas veya maket ile kesilir. Membran kenarlarını kısmen odasında slits ile sabitlenir.</li>
		<li>1 x 1 mm2 kesit PDMS bloğunu paslanmaz çubuk ile membran nüfuz bir akışı kanal oluşturmak için adımları 1.1.4 - 1.1.5, olduğu gibi aynı şekilde kuvvetlendirmek. Gecede inşaat bırakın ve sonra paslanmaz çubuk PDMS bloğunun dışına çekin.</li>
		<li>PDMS kesme blok 3 x 6 x 4.5 kare akışı kanalına ile mm parça kullanarak (bkz: Şekil 2) bir cerrahi bıçak. Yırtmaçlı dış kenarları boyunca yaptıktan sonra dikdörtgen şalter içinde membran için takın. Not: Yatay olarak parçacıklar açık bir gözlem için akış kanal üzerinden saydam duvar ayarlanacak kanal üst yüzü var.</li>
	</ol></li>
	<li>Çözümler ve pretreatments deneyler için hazırlanması
	<ol>
<li>1 x 10– 1, 1 x 10−2ve 1 x 10−3 mol/L konsantrasyonlarda NaOH sulu çözümler hisse senedi çözüm sulandrarak hazırlayın.</li>
		<li>Bir dağılım 2,93 µm polistren parçacıkların ortalama çapı her x 10−3 vol % 4.2 konsantrasyonu ayarlayarak 1.2.1 adımda hazırlanan NaOH çözümleri olun. Not: Tracer parçacıkların boyutunu uygun şekilde gözlenebilirlik geliştirmek için değiştirilebilir.</li>
		<li>20 x 18 mm2 biçimlendirilmiş anyon-Satım membran ile bir yarık 3 x 5.5 mm2 2 ultrasonicate x 100 W. gücü saf suda 10 dakika</li>
		<li>Cımbız ile anyon-Satım membran PDMS akışı kanal ile PDMS göle ayarlayın. Havzanın 4 mL bir micropipette kullanarak NaOH çözeltisi ile doldurun. Not: Membran yüzey ve akışı kanal maruz membran yüzey çözüm için en az 100 x akışı Kanal Kesiti daha büyük nerede çözümünde, batırma.</li>
		<li>2.2 V elektrik potansiyelinin bir DC güç kaynağı ileri ve geri yönde serisi, her 2 h için gözlem önce membran iletkenlik artırmak için kullanarak uygulayın.</li>
		<li>Au elektrotlar cımbızla çekin. Çözüm bir micropipette kullanarak rezervuarlar kaldırın.</li>
		<li>Yeni Au elektrotlar rezervuar cımbız ile ayarlayın. Rezervuarlar 4 mL bir micropipette kullanarak NaOH çözeltisi ile doldurun. Çözüm equilibrated gözlemler başlar. Not: Hangi izleyici parçacıkların davranışlarını gözlemleyerek değerlendirilecektir olabilir aşağı, Doğal konveksiyon yerleşir kadar bekleme süresi birkaç dakika sürebilir.</li>
	</ol></li>
	<li>Deneysel kurulum ve ölçüm sistemleri
	<ol>
<li>Kare hızı ve yüksek hızlı tamamlayıcı metal-oksit-yarı iletkeni (CMOS) kamera çekim hızı 500 fps ve 1 ayarlama ms, anılan sıraya göre. Not: resim 1' de gösterildiği gibi deneysel aygıtı yüksek hızlı bir CMOS kamera bağlı mikroskop sahnede parçacık hareketleri kaydetmek için ayarlanır. Görünümü bir 15 dakika içinde monitör 100 X lens ile büyütülmüş olduğunu.</li>
		<li>Herhangi bir kabarcık içine itmek veya bir elektrik potansiyeli uygulamadan önce onları çekmek için kanal sonuna bir micropipette ucu ekleyerek kanal kaldırın.</li>
		<li>Dışarıdan 2,2 V elektrik potansiyelinin Au önyargı elektrotlar uygulamak. Aynı anda bir potansiyostat veya bir DC güç kaynağı ile bir dijital multimetre kullanarak elektrik yanıt-e doğru izlemek. Not: Gerilim değeri üst sınırı, O2 ve H2 kabarcıklar çözümde oluşturur su elektroliz kaçınarak olduğu saptanır.</li>
		<li>Bilgisayar izleme parçacıkların davranış kaydedin.</li>
		<li>Her iki ucunda da Au sonda elektrotlar ve kullanarak bir dijital multimetre iyonlarının konsantrasyonu degrade bir EHD akışı38,39tetikler onaylamak için akış kanal arasında bir elektrik potansiyel fark ölçmek.</li>
		<li>Kartezyen koordinat sistemi kanal ortasındaki kökenini belirlemek. Not: x- ekseni akışı kanal ve yyönünde uzunlamasına mi - ve z-eksen are yatay ve düşey yönde, kanal kesitin içinde anılan sıraya göre Şekil 2' de gösterildiği gibi. Şeffaf PDMS kanal xgörüntülenmeyecektir sıvı akışı sağlar-eksen. Görünümü z xy düzlemi üzerinde duruldu = 0 odak derinliği kontrol ederek. Akış veri giriş ve çıkış kanal yakın dışında test bölümünde x bağımsızdır ve gözlem noktası merkezinden yaklaşık 0,75 mm aşağı ayarlanır öyle ki x 0,75, y = 0 ve z = = 0 mm.</li>
		<li>Sonra tek bir ölçüm (15 s), elektrotlar çözüm equilibrated kadar onları birbirine 20 min için bir kurşun ile bağlanarak kısa devre.</li>
		<li>Ardından, başka bir gemi (Örneğin, 10 mL örnek şişe) çözüm tamamını taşımak ve bir micropipette ile karıştırın.</li>
		<li>Bir micropipette yinelemeli olarak deney gerçekleştirirken kullanarak yeniden odanın içine karıştırılmış solüsyonu dökün. Not: parçacıklar çıkarılması iz ve sayısal olarak hız değerlendirmek için uygun yazılımı kullanarak yapılabilir parçacık İmaj Velosimetri (PIV) yöntemi39, kullanarak EHD akım hızı gözlemden sonra değerlendirilir. PIV yöntemleri ve bunların nasıl kullanılacağı ayrıntılı bir açıklama burada PIV analizleri yaygın olarak kullanılmış olan ve üstünde belgili tanımlık bilgisayar yazılımı ve kullanılan işletim sistemi olan yalıtımı yordamlar bağlıdır çünkü atlandı.</li>
	</ol></li>
</ol>2. gözlem katyon kaynaklı EHD akar
<ol><li>
Deneysel cihaz geliştirilmesi
	<ol>
<li>Bu daha önce açıklanan adımları 1.1.5 - 1.1.7 benzer yordamlara göre alt cam plaka üzerinde 26 x 10 mm2 yüzeyli au önyargı elektrotlar oluştururlar.</li>
		<li>Radyo frekansı SAÇTIRMA kullanarak, bir cam yüzeyi ile Cr veya Ti Ar plazma 75 W 2 min için maruz ceket ve 75 W. bir Au ince film 5 min için mevduat Not: Bu şekil elektrot elektrik alanları dar kanal bölgede son derece konsantre için belirlenir. Kimin alanı 10 x 10 mm2 kesit kanal için bir sıvı maruz elektrot yüzeyi ideal olarak 100: 1 oranıdır; Bu oran elektrik potansiyeli kanal bırakmak yeterli olmak büyük miktarda16tarafından tahmin edilmektedir.</li>
		<li>Bir kurşun çizgi elektrotlar bir kenarında bir havya kullanarak lehim.</li>
		<li>2 chambers kesmek büyük silikon kauçuk bir örtü, gelen her bir 1 x 1 x 1 mm3 akışı kanal yapılmış yerleştirilir cerrahi bir bıçak kullanarak iki 10 x 10 x 1 mm3 rezervuarlar arasında (bkz. Şekil 3). Buralarda PDMS tarafından değiştirilebilir.</li>
		<li>Katyon değişim membran 127 µm ile bir ortalama kalınlığı 20 x 30 mm için bir maket ya da cerrahi bıçak kullanarak Şekil 3' te gösterildiği gibi kesti.</li>
		<li>100 uygulayarak 15dk için saf su bulunan her parçası ultrasonicate W.</li>
		<li>Cımbız, Şekil 3' te gösterildiği gibi kullanarak odaları arasında katyon değişim membran yerleştirin. Bu farklı konsantrasyonlarda 2 elektrolit çözümler ayıracak.</li>
		<li>Tuşuna basın ve odalar ve katyon değişim membran ile 26 mm genişliğinde ve 38 mm uzun olan boyutlardır cam plakanın yığını mühür.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Çözümler hazırlanması
	<ol>
<li>1 x 10−2 mol/L tris 1,01 µm bir ortalama çapı polistren parçacıkların bir dağılım nerede hacim oranı 1 x 10−2 için ayarlanır (hydroxymethyl) aminomethane ethylenediaminetetraacetic asit (Tris-EDTA) arabellek çözüm, hazırlamak vol %.</li>
		<li>1 mol/L KCl ve 1 x 10−2 mol/L Tris-EDTA karışımı hazırlayın.</li>
		<li>Tris-EDTA/polistiren parçacık ve Tris-EDTA/KCl çözümleri sırasıyla alt ve üst odaları enjekte, üzerinden şırınga iğneleri odaları yan duvarlardan eklenmiş. Not: Yaklaşık 210 µL her odanın içine enjekte çözümleri miktarıdır.</li>
		<li>Çözüm bir difüzyon iyonların iyon konsantrasyonu farkı üst ve alt katmanlar arasında dinlenmek için bir sonucu olarak equilibrated kadar 18 h için bekleyin. Not: difüzyon sürecinde K üst çözüm+ ve H+ zarda bekleniyor membran nüfuz ilk ve Cl− onları takip bekleniyor.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Deneysel kurulum ve ölçüm sistemleri
	<ol>
<li>Adım 2.1 ters mikroskop sahneye elle, Şekil 3' te gösterilen geliştirip deneysel cihazı. Parçacık hareketleri yörüngeleri izlemek ve bir bilgisayarda gözlem verileri kaydetmek için yüksek hızlı bir CMOS Kamera mikroskop bağlamak.</li>
		<li>Elektrikli bir potansiyel farkı 2 V 6 için geçerli bir işlev jeneratör güç kaynağı olarak kullanarak iki elektrot arasındaki s.</li>
		<li>EHD akar iyon taşıma tarafından indüklenir onaylamak için iyonik akımları aynı anda bir ampermetre40kullanarak ölçün.</li>
		<li>Parçacıklar Velosimetri (PTV) yöntemi39izleme parçacık tarafından kaydedilen yörüngeleri analiz. Not: gözlemler sonra EHD akım hızı parçacıklar çıkarılması iz ve sayısal olarak hız değerlendirmek için uygun yazılımı kullanarak mümkündür PTV yöntemi tarafından değerlendirilir. PTV yöntemleri ve bunların nasıl kullanılacağı ayrıntılı bir açıklama burada PTV analizleri yaygın olarak kullanılmış olan ve yazılım ve işletim sistemi kullanılıyor hesaplamaları yordamlar bağlıdır çünkü atlandı.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Stuetzer, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+drag+pressure+generation.">Ion drag pressure generation.</a> Journal of Applied Physics. 30, 984-994 (1959).</li><li>Stuetzer, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+drag+pumps.">Ion drag pumps.</a> Journal of Applied Physics. 31, 136-146 (1960).</li><li>Melcher, J. R., Taylor, G. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrohydrodynamics:+A+review+of+the+role+of+interfacial+shear+stresses.">Electrohydrodynamics: A review of the role of interfacial shear stresses.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 1, 111-146 (1969).</li><li>Saville, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrohydrodynamics:+The+Taylor-Melcher+leaky+dielectric+model.">Electrohydrodynamics: The Taylor-Melcher leaky dielectric model.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 29, 27-64 (1997).</li><li>Stein, D., Kruithof, M., Dekker, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-charge-governed+ion+transport+in+nanofluidic+channels.">Surface-charge-governed ion transport in nanofluidic channels.</a> Physical Review Letters. 93, 035901 (2004).</li><li>Dekker, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solid-state+nanopores.">Solid-state nanopores.</a> Nature Nanotechnology. 2, 209-215 (2007).</li><li>Schoch, R. B., Han, J., Renaud, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+phenomena+in+nanofluidics.">Transport phenomena in nanofluidics.</a> Reviews of Modern Physics. 80, 839-883 (2008).</li><li>Iverson, B. D., Garimella, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+microscale+pumping+technologies:+A+review+and+evaluation.">Recent advances in microscale pumping technologies: A review and evaluation.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 5, 145-174 (2008).</li><li>Sparreboom, W., van den Berg, A., Eijkel, J. C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+and+applications+of+nanofluidic+transport.">Principles and applications of nanofluidic transport.</a> Nature Nanotechnology. 4, 713-720 (2009).</li><li>Venkatesan, B. M., Bashir, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanopore+sensors+for+nucleic+acid+analysis.">Nanopore sensors for nucleic acid analysis.</a> Nature Nanotechnology. 6, 615-624 (2011).</li><li>Uehara, S., Shintaku, H., Kawano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrokinetic+flow+dynamics+of+weakly+aggregated+&#955;DNA+confined+in+nanochannels.">Electrokinetic flow dynamics of weakly aggregated &#955;DNA confined in nanochannels.</a> Journal of Fluids Engineering. 133, 121203 (2011).</li><li>Guan, W., Reed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electric+field+modulation+of+the+membrane+potential+in+solid-state+ion+channels.">Electric field modulation of the membrane potential in solid-state ion channels.</a> Nano Letters. 12, 6441-6447 (2012).</li><li>Yasui, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+manipulation+and+separation+in+sublithographic-scale+nanowire+array.">DNA manipulation and separation in sublithographic-scale nanowire array.</a> ACS Nano. 7, 3029-3035 (2013).</li><li>Ren, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+rotational+trapping+on+a+floating+electrode+by+rotating+induced-charge+electroosmosis.">Particle rotational trapping on a floating electrode by rotating induced-charge electroosmosis.</a> Biomicrofluidics. 10, 054103 (2016).</li><li>Ren, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+particle+&#64258;ow-focusing+in+microchannel+driven+by+droplet-directed+induced-charge+electroosmosis.">Flexible particle &#64258;ow-focusing in microchannel driven by droplet-directed induced-charge electroosmosis.</a> ELECTROPHORESIS. 39, 597-607 (2018).</li><li>Qian, W., Doi, K., Uehara, S., Morita, K., Kawano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theoretical+study+of+the+transpore+velocity+control+of+single-stranded+DNA.">Theoretical study of the transpore velocity control of single-stranded DNA.</a> International Journal of Molecular Sciences. 15, 13817-13832 (2014).</li><li>Qian, W., Doi, K., Kawano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+polymer+length+and+salt+concentration+on+the+transport+of+ssDNA+in+nanofluidic+channels.">Effect of polymer length and salt concentration on the transport of ssDNA in nanofluidic channels.</a> Biophysical Journal. 112, 838-849 (2017).</li><li>Liu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+universal+design+of+field-effect-tunable+microfluidic+ion+diode+based+on+a+gating+cation-exchange+nanoporous+membrane.">A universal design of field-effect-tunable microfluidic ion diode based on a gating cation-exchange nanoporous membrane.</a> Physics of Fluids. 29, 112001 (2017).</li><li>Liu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+two-phase+flow+in+microfluidics+using+out-of-phase+electroconvective+streaming.">Control of two-phase flow in microfluidics using out-of-phase electroconvective streaming.</a> Physics of Fluids. 29, 112002 (2017).</li><li>Osman, O. O., Shintaku, H., Kawano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+micro-vibrating+flow+pumps+using+MEMS+technologies.">Development of micro-vibrating flow pumps using MEMS technologies.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 13, 703-713 (2012).</li><li>Osman, O. O., Shirai, A., Kawano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+numerical+study+on+the+performance+of+micro-vibrating+flow+pumps+using+the+immersed+boundary+method.">A numerical study on the performance of micro-vibrating flow pumps using the immersed boundary method.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 19, 595-608 (2015).</li><li>Daiguji, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+transport+in+nanofluidic+channels.">Ion transport in nanofluidic channels.</a> Chemical Society Reviews Home. 39, 901-911 (2010).</li><li>Ristenpart, W. D., Aksay, I. A., Saville, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assembly+of+colloidal+aggregates+by+electrohydrodynamic+flow:+Kinetic+experiments+and+scaling+analysis.">Assembly of colloidal aggregates by electrohydrodynamic flow: Kinetic experiments and scaling analysis.</a> Physical Review E. 69, 021405 (2004).</li><li>Ristenpart, W. D., Aksay, I. A., Saville, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrohydrodynamic+flow+around+a+colloidal+particle+near+an+electrode+with+an+oscillating+potential.">Electrohydrodynamic flow around a colloidal particle near an electrode with an oscillating potential.</a> Journal of Fluid Mechanics. 575, 83-109 (2007).</li><li>Schoch, R. B., Hann, J., Renaud, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+the+surface+charge+on+ion+transport+through+nanoslits.">Effect of the surface charge on ion transport through nanoslits.</a> Physics of Fluids. 17, 100604 (2005).</li><li>Ross, D., Johnson, T. J., Locascio, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+of+electroosmotic+flow+in+plastic+microchannels.">Imaging of electroosmotic flow in plastic microchannels.</a> Analytical Chemistry. 73, 2509-2515 (2001).</li><li>Hsieh, S. -. S., Lin, H. -. C., Lin, C. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroosmotic+flow+velocity+measurements+in+a+square+microchannel.">Electroosmotic flow velocity measurements in a square microchannel.</a> Colloid and Polymer Science. 284, 1275-1286 (2006).</li><li>Rubinstein, I., Zaltzman, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electro-osmotically+induced+convection+at+a+permselective+membrane.">Electro-osmotically induced convection at a permselective membrane.</a> Physical Review E. 62, 2238-2251 (2000).</li><li>Bard, A. J., Faulkner, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electrochemical methods, 2nd ed. , 362-363 (2001).</li><li>Brask, A., Goranovi&#263;, G., Jensen, M. J., Bruus, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+electro-osmotic+pump+design+for+nonconducting+liquids:+theoretical+analysis+of+flow+rate-pressure+characteristics+and+stability.">A novel electro-osmotic pump design for nonconducting liquids: theoretical analysis of flow rate-pressure characteristics and stability.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 15, 883-891 (2005).</li><li>Takamura, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-voltage+electroosmosis+pump+for+stand-alone+microfluidics+devices.">Low-voltage electroosmosis pump for stand-alone microfluidics devices.</a> Electrophoresis. 24, 185-192 (2003).</li><li>Zeng, S., Chen, C. -. H., Mikkelsen, J. C., Santiago, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+characterization+of+electroosmotic+micropumps.">Fabrication and characterization of electroosmotic micropumps.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 79, 107-114 (2001).</li><li>Bhaumik, S. K., Roy, R., Chakraborty, S., DasGupta, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-voltage+electrohydrodynamic+micropumping+of+emulsions.">Low-voltage electrohydrodynamic micropumping of emulsions.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 193, 288-293 (2014).</li><li>El Moctar, A. O., Aubry, N., Batton, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electro-hydrodynamic+micro-fluidic+mixer.">Electro-hydrodynamic micro-fluidic mixer.</a> Lab on a Chip. 3, 273-280 (2003).</li><li>Bart, S. F., Tavrow, L. S., Mehregany, M., Lang, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfabricated+electrohydrodynamic+pumps.">Microfabricated electrohydrodynamic pumps.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 21, 193-197 (1990).</li><li>Ashikhmin, I. A., Stishkov, Y. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+insulating+walls+on+the+structure+of+electrodynamic+flows+in+a+channel.">Effect of insulating walls on the structure of electrodynamic flows in a channel.</a> Technical Physics. 57, 1181-1187 (2012).</li><li>Yano, A., Doi, K., Kawano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+electrohydrodynamic+flow+through+a+pore+in+ion-exchange+membrane.">Observation of electrohydrodynamic flow through a pore in ion-exchange membrane.</a> International Journal of Chemical Engineering and Applications. 6, 254-257 (2015).</li><li>Doi, K., Yano, A., Kawano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrohydrodynamic+flow+through+a+1+mm2+cross-section+pore+placed+in+an+ion-exchange+membrane.">Electrohydrodynamic flow through a 1 mm2 cross-section pore placed in an ion-exchange membrane.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 119, 228-237 (2015).</li><li>Yano, A., Shirai, H., Imoto, M., Doi, K., Kawano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concentration+dependence+of+cation-induced+electrohydrodynamic+flow+passing+through+an+anion+exchange+membrane.">Concentration dependence of cation-induced electrohydrodynamic flow passing through an anion exchange membrane.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 56, 097201 (2017).</li><li>Nagura, R., Doi, K., Kawano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterisation+of+microparticle+transport+driven+by+ionic+current+conditions+in+electrically+polarized+aqueous+solutions.">Characterisation of microparticle transport driven by ionic current conditions in electrically polarized aqueous solutions.</a> Micro &amp; Nano Letters. 12, 526-531 (2017).</li><li>Doi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonequilibrium+ionic+response+of+biased+mechanically+controllable+break+junction+(MCBJ)+electrodes.">Nonequilibrium ionic response of biased mechanically controllable break junction (MCBJ) electrodes.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 118, 3758-3765 (2014).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu çalışmada katyon ve anyon kayma dağılımları ve taşıma sayıları açısından sulu çözümler içinde ayırmak için yapıldı. Bir anyon-Satım membran kullanarak, anyon ve katyonlar membran ve membran, sırasıyla nüfuz bir akışı kanal düzeltilmesi. Alternatif olarak, yüksek ve düşük konsantrasyon çözümleri ayrılmış bir katyon değişim membran hatırı sayılır bir bekleme süresinden sonra elektrikle polarize çözümleri oluşturmak için çalıştı. Sonuç olarak, doğrultucu iyonik ak...

Son zamanlarda, sıvı akış denetim teknikleri mikro - ve nanofluidic cihazları1,2,3,4,5, uygulamaları ilgi nedeniyle çok ilgisini çekti var 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15. sulu çözümler ve İyonik Sıvılar, gibi kutup çözümleri iyonları ve elektrikle yüklü parçacıklar genellikle sıvı akışı içinde elektrik masrafları getirmek. Böyle polarize parçacıklar taşımacılığının tek molekül manipülasyon6,10,11,13,14 gibi çeşitli uygulamalar bir genişleme sağlar , 15 , 16 , 19,20,21,22 17, iyon diyot aygıtları12,18ve sıvı akışı kontrol. Stuetzer1,2 iyon sürükle pompa icat edildiğinden beri EHD akışı sıvı akış kontrol sistemleri için geçerli bir fenomen oldu. Melcher ve Taylor3 EHD akışı kuramsal çerçeve de gözden geçirildi ve üstün bazı deneyler de gösterdi önemli bir makale yayınladı. Saville4 ve onun arkadaşları23,24 sıvı EHD teknolojileri aşağıdaki genişlemesi katkıda bulunmuştur. Ancak, sıvı yağlar onları1,2 kutuplaştırmak için gibi polar olmayan çözümlerinde elektrik ücretleri enjekte uygulanacak kV onlarca var çünkü sıvı akar elektrik güçleri tarafından tahrik inducing bazı sınırlamalar vardı , 3. bir elektrik potansiyeli 1.23 V yüksek tarafından indüklenen su elektroliz çözümleri özelliklerini değiştirir ve çözümleri kararsız hale getirir çünkü bu sulu çözümler için bir dezavantaj olduğunu.
Mikro - ve nanofluidic kanalları, kanal duvarları yüzey suçlamalardan etkili electroosmotic akar (EOFs) neden counterions konsantrasyonu dışarıdan uygulanan elektrik alanlar25,26altında,27 neden ,28,29. EOFs kullanarak, bazı sıvı pompa teknikleri elektrik voltaj30,31,32azaltarak sulu çözümler uygulandı. Öte yandan, EOFs mikro - ve yüzey alanlarını sıvı birimlere göre daha baskın hale nanospaces için oluşturulan sınırlıdır. Ayrıca, yüksek konsantrasyonlu iyonları duvar yüzeyleri çok yakın ulaşım bağlı olarak gibi elektrikli çift katman içinde kayma sınır sadece basınç gradyanları7, yapmak yeterli olmayabilir sıvı akışını neden olur 8 , 22 , 26 , 27., kanal ve tuz konsantrasyonları, gibi ince EOF uygulamalar için gereklidir. Buna ek olarak, EHD kuvvetleri çözücüler düşürmesini önlemek için uygulama gerilimleri azalır eğer kitleler ve enerjileri taşımak kullanılabilir görünüyor vücut tarafından tahrik akar. Son zamanlarda, bazı araştırmacılar EHD akışı düşük voltaj33,34,35,36ile uygulamaları tavsiye ettiler. Her ne kadar bu teknolojileri henüz uygulamaya değil, sınırlarını genişletmek için bekleniyor.
Önceki çalışmalarda, biz de deneysel ve teorik çalışma EHD akışlarında sulu çözümler37,38,39,40üzerinde yürütülen. İyon taşıma yolları düzeltme elektrik vücut kuvvetleri elektrik alanlar'ın altında neden elektrikle şarj edilmiş çözümler üretmek etkili gerekiyordu. Bir iyon değiştirme membran ve membran geçiş akışını kanal kullanarak, biz iyonik akımları düzeltmek başardık. Bir anyon-Satım membran uygulanırken, katyonlar konsantre akışında kanal çözücüler sürükledi ve geliştirilen bir EHD akışı37,38,39. İyon türler hareketliliğini bir fark anyonik ve katyonik akımları ayıran önemli bir faktör oldu. İyon değiştirme membranlar etkili hareketlilik nedeniyle iyon seçicilik modüle için çalıştı. İyon Taşıma olayları da iyonik akım yoğunluğu tarafından uygulanan elektrik alanları41etkiledi bakış açısından araştırıldı. Bu çalışmalar tek molekülleri, yani, mikro ve nano tanecikleri, kimin hareketleri şiddetle termal dalgalanmaları11,16tarafından,17 etkilenen gelişmekte olan manipülasyon teknikleri için verimli olmuştur . EOFs ve EHD akışı hassas akış kontrol yöntemleri çeşitli genişletmek gibi degradeler basınç bekleniyor.
Bu çalışmada, sürücü EHD akışlarında sulu çözümler için iki yöntemleri göstermektedir. İlk olarak, bir NaOH çözüm için bir çalışma sıvı bir EHD akışı37,38,39sürücü için kullanılır. Bir anyon-Satım membran sıvı iki bölüme ayırır. Polydimethylsiloxane (PDMS) akışı Kanal 1 x 1 mm kesit ve 3 mm uzunluğu ile membran nüfuz eder. 2.2 V elektrik potansiyelinin uygulayarak, Na+, H+ve OH− iyonları elektroforetik taşımacılığının elektrik alanları indüklenen. Bir anyon-Satım membran ve akışı kanal nerede anyon baskın membran geçmek ve her iki tür genellikle ters yönde hareket olsa da katyonlar akışı kanalda konsantre iyon taşıma yolları ayırmak için etkin çalışan, electroneutrality devam ediyoruz. Bu nedenle, böyle bir durum sıvı akışı için itici bir güç neden olmaz. Bu yapı olan akış hızı 1 mm sırasına ulaşır bir EHD akışı oluşturmak için önemlidir/s kanal çünkü son derece konsantre katyonlar tarafından dış elektrik alanları hızlandırılmış çözücü molekülleri sürükleyin. EHD akar gözlenen ve mikroskop ve yüksek hızlı bir fotoğraf makinesi Şekil 1' de gösterildiği gibi kullanarak kaydedildi. İkinci olarak, bir konsantre fark bir iyon değiştirme membran tarafından ayrılmış iki sıvı aşamalar arasına oluşturulacak bir elektriksel olarak polarize durumu neden olur bir iyon değiştirme membran40geçiş. Bu çalışmada, bir sıvı bir vücut kuvvet uygulamak tercih koşullar neden iyon dağılımları ve karşılık gelen elektrik potansiyeli, equilibrate için önemli bir bekleyen zaman önemini bul. İyon değiştirme membran crossing, zayıf polarize bir durum elde edilir. Böyle bir durumda dışarıdan uygulanan elektrik alan bir sıvı içinde bir gövde güç üretir yönlü iyon taşıma indükler ve sonuç olarak, ivme transfer iyonlarının çözücü bir EHD akışı geliştirir.
Yukarıda belirtildiği gibi mevcut cihazlar birkaç volt uygulanan gerilim farkı azalan sırasına göre büyük ölçüde başarılı ve bu nedenle bu yöntem geleneksel elektrik akımı enjeksiyon yöntemleri kV onlarca gerekli, ancak sulu çözümler için kullanılabilir ve sulu olmayan çözümler uygulamaya sınırlıdır.

<table><tbody><tr><td>Sylgard 184</td><td>Dow Corning Corp.</td><td>3097366-0516, 3097358-1004</td><td>PDMS</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td><td>012-00343</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td><td>054-00461</td><td></td></tr><tr><td>0.1 mol/L Sodium Hydroxide Solution</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td><td>196-02195</td><td></td></tr><tr><td>Pottasium Chloride</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td><td>163-03545</td><td></td></tr><tr><td>Tris-EDTA buffer 100x concentrate</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC.</td><td>T9285-10014L</td><td></td></tr><tr><td>2.93 &amp;mu;m polystyrene particle</td><td>Merck KGaA</td><td>L300 Rouge</td><td>Tracer particle</td></tr><tr><td>1.01 &amp;mu;m polystyrene particle</td><td>Merck KGaA</td><td>K100(23716)</td><td>Tracer particle</td></tr><tr><td>Anion exchange membrane</td><td>ASTOM Corp.</td><td>Neosepta AHA</td><td></td></tr><tr><td>Gold (Au)</td><td>Furuuchi Chemical Corp.</td><td>AUT-13301X</td><td>Sputtering target metal</td></tr><tr><td>Titanium</td><td>Furuuchi Chemical Corp.</td><td>TIT-72301X</td><td>Sputtering target metal</td></tr><tr><td>Chromium</td><td>Furuuchi Chemical Corp.</td><td>CRT-24301X</td><td>Sputtering target metal</td></tr><tr><td>Hight-speed CMOS camera</td><td>Keyence Corp.</td><td>VW-600M</td><td></td></tr><tr><td>Microscope</td><td>Keyence Corp.</td><td>VW-9000</td><td></td></tr><tr><td>Data logger</td><td>Keyence Corp.</td><td>NR-500, NR-HA08</td><td></td></tr><tr><td>Laser displacement meter</td><td>Keyence Corp.</td><td>LK-G5000, LK-H008W</td><td></td></tr><tr><td>PIV and PTV software</td><td>DITECT Co. Ltd.</td><td>Flownizer 2D</td><td></td></tr><tr><td>Potentiostat</td><td>AMTEK Inc.&amp;nbsp;</td><td>VersaSTAT4</td><td></td></tr><tr><td>Inverted microscope</td><td>Olympus Corp.</td><td>IX73</td><td></td></tr><tr><td>High-speed CMOS camera</td><td>Andor Technology Ltd.</td><td>Zyla 5.5 sCMOS</td><td></td></tr><tr><td>Function generator</td><td>NF Corp.&amp;nbsp;</td><td>WF1945B</td><td></td></tr><tr><td>Function generator</td><td>NF Corp.&amp;nbsp;</td><td>WF1973</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasonic cleaner</td><td>AS ONE Corp.</td><td>AS22GTU</td><td></td></tr><tr><td>Rotary pump</td><td>ULVAC, Inc.</td><td>G-100S</td><td>Degas liquid PDMS</td></tr><tr><td>Rotary pump</td><td>ULVAC, Inc.</td><td>GLD-201A</td><td>Sputtering&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Molecular diffusion pump</td><td>ULVAC, Inc.</td><td>VPC-400</td><td>Sputtering</td></tr></tbody></table>

generation and control of electrohydrodynamic flows in aqueous electrolyte solutions

Yönlendirilmiş elektrik vücut kuvvet iyonik hareket sıvı ile bağlı olmak zorunda çünkü electrohydrodynamic (EHD) sürücü için sulu çözümler içinde katyon ve anyon ulaşım yollarının ayrılması önemlidir akar. Öte yandan, pozitif ve negatif ücretleri birbirlerine çekmek ve electroneutrality her yerde denge koşullarda korunur. Ayrıca, çözümleri kararsız hale gelmesine neden olan su elektroliz önlemek için bastırılması uygulanan bir gerilim bir artış vardır. Genellikle, EHD akışı içinde sulu olmayan çözümler kV, onlarca gibi son derece yüksek gerilim uygulayarak elektrik ücretleri enjekte etmek için indüklenen. Bu çalışmada, sulu çözümler nerede iki sıvı aşamalı bir iyon değiştirme membran tarafından ayrılır, elektrik akımı ayrımları tarafından indüklenen EHD akışları oluşturmak için iki yöntem tanıtılmaktadır. İyonik hareketlilik zarda bir farkı nedeniyle, iyon konsantrasyonu polarizasyon membran her iki taraf arasında indüklenen. Bu çalışmada, biz iki yöntem göstermek. (i) iyon konsantrasyonu degradeler gevşeme ile nerede daha yavaş tür zarda taşıma seçerek akışı kanalda baskın hale bir iyon değiştirme membran nüfuz bir akışı kanal oluşur. Bu sıvı içinde bir EHD akışı oluşturmak için bir itici güçtür. (II) uzun bir bekleme süresi difüzyon iyon değiştirme membran geçen iyonlar için dışarıdan bir elektrik alanı uygulayarak bir iyon sürükledi akışı nesil sağlar. 1 x 1 mm2 kesit akışı kanalda konsantre iyonları elektroforetik taşıma yolları karşılık gelen sıvı akış yönünü belirler. Her iki yöntem de bir EHD akışı oluşturulmasında gerekli elektrik voltaj farkı büyük ölçüde iyon taşıma yolları takviyeli-tarafından 2 V yakınındaki azalır.

Şekil 4 (video şekil) Protokolü'nün adım göre 1 iyon ulaşım yolları ve kanal, bir sıvı akışı indüklenen yüksek konsantrasyonlu katyonlar düzeltme kaynaklanan bir EHD akışı nesil temsilcisi bir sonucu sunar. Şekil 5 nerede 20 veri puan kanal merkezine yakın PIV analiz sonucu gösterir (y = z = 0 mm) ortalama olarak. 1 x 10– 1 mol/M NaOH çözüm, 2,2 V elektrik potansiyelinin ne...

Watch this Scientific Journal Video about Generation and Control of Electrohydrodynamic Flows in Aqueous Electrolyte Solutions at JoVE.com

Generation and Control of Electrohydrodynamic Flows in Aqueous Electrolyte Solutions

İyon taşıma yolları düzeltme tek yönlü electrohydrodynamic iyon sürükledi akışları oluşturmak için etkili bir yöntemdir. Bir iyon değiştirme membran bir akışı kanal olarak ayarlayarak, elektriksel olarak polarize bir koşulu oluşturulur ve bir elektrik alanı dışarıdan uygulandığında yönlendirilmesi için sıvı akışı neden olur.

Üretimi ve Electrohydrodynamic kontrolünü akar sulu elektrolit çözümlerinde

To drive electrohydrodynamic (EHD) flows in aqueous solutions, the separation of cation and anion transport pathways is essential because a directed ...

generation-control-electrohydrodynamic-flows-aqueous-electrolyte

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Engineering

Physics

Unit 1

Electric Potential

Potential Energy and Energy Conservation

SCIENTISTS IN ACTION

8.8K Görüntüleme.  Osaka University. İyon taşıma yolları düzeltme tek yönlü electrohydrodynamic iyon sürükledi akışları oluşturmak için etkili bir yöntemdir. Bir iyon değiştirme membran bir akışı kanal olarak ayarlayarak, elektriksel olarak polarize bir koşulu oluşturulur ve bir elektrik alanı dışarıdan uygulandığında yönlendirilmesi için sıvı akışı neden olur.

Video: Generation and Control of Electrohydrodynamic Flows in Aqueous Electrolyte Solutions

Waste Water Derived Electroactive Microbial Biofilms: Growth, Maintenance, and Basic Characterization

The growth of anodic electroactive microbial biofilms from waste water inocula in a fed-batch reactor is demonstrated using a three-electrode setup controlled by a potentiostat. Thereby the use of potentiostats allows an exact adjustment of the electrode potential and ensures reproducible microbial culturing conditions. During growth the current production is monitored using chronoamperometry (CA). Based on these data the maximum current density (jmax) and the coulombic efficiency (CE) are discussed as measures for characterization of the bioelectrocatalytic performance. Cyclic voltammetry (CV), a nondestructive, i.e. noninvasive, method, is used to study the extracellular electron transfer (EET) of electroactive bacteria. CV measurements are performed on anodic biofilm electrodes in the presence of the microbial substrate, i.e. turnover conditions, and in the absence of the substrate, i.e. nonturnover conditions, using different scan rates. Subsequently, data analysis is exemplified and fundamental thermodynamic parameters of the microbial EET are derived and explained: peak potential (Ep), peak current density (jp), formal potential (Ef) and peak separation (&#916;Ep). Additionally the limits of the method and the state-of the art data analysis are addressed. Thereby this video-article shall provide a guide for the basic experimental steps and the fundamental data analysis.

Chronoamperometric growth of anodic electroactive microbial biofilms in a fed-batch reactor using a three-electrode setup, controlled by a potentiostat, is demonstrated. The extracellular electron transfer is characterized using cyclic voltammetry in the presence of the electron donor and in the absence of the electron donor. Fundamental data analysis is demonstrated.

Büyüme, Bakım ve Temel Karakterizasyonu: Atık Su Elektroaktif mikrobiyel filmlerin Türetilmiş

The growth of anodic electroactive microbial biofilms from waste water inocula in a fed-batch reactor is demonstrated using a three-electrode setup ...

Çevre

The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and polar dielectric liquids. These bridges are unique from capillary bridges in that they exhibit extensibility beyond a few millimeters, have complex bi-directional mass transfer patterns, and emit non-Planck infrared radiation. A number of common solvents can form such bridges as well as low conductivity solutions and colloidal suspensions. The macroscopic behavior is governed by electrohydrodynamics and provides a means of studying fluid flow phenomena without the presence of rigid walls. Prior to the onset of a liquid bridge several important phenomena can be observed including advancing meniscus height (electrowetting), bulk fluid circulation (the Sumoto effect), and the ejection of charged droplets (electrospray). The interaction between surface, polarization, and displacement forces can be directly examined by varying applied voltage and bridge length. The electric field, assisted by gravity, stabilizes the liquid bridge against Rayleigh-Plateau instabilities. Construction of basic apparatus for both vertical and horizontal orientation along with operational examples, including thermographic images, for three liquids (e.g., water, DMSO, and glycerol) is presented.

Horizontal and vertical electrohydrodynamic liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields and polar dielectric liquids. The construction of basic apparatus and operational examples, including thermographic images, for three liquids (e.g., water, DMSO, and glycerol) is presented.

Polar Dielektrik Sıvılar gelen elektrohidrodinamik Köprülerin Hazırlanması

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and ...

Mühendislik

AC Electrokinetic Phenomena Generated by Microelectrode Structures

The field of AC electrokinetics is rapidly growing due to its ability to perform dynamic fluid and particle manipulation on the micro- and nano-scale, which is essential for Lab-on-a-Chip applications. AC electrokinetic phenomena use electric fields to generate forces that act on fluids or suspended particles (including those made of dielectric or biological material) and cause them to move in astonishing ways1, 2. Within a single channel, AC electrokinetics can accomplish many essential on-chip operations such as active micro-mixing, particle separation, particle positioning and micro-pattering. A single device may accomplish several of those operations by simply adjusting operating parameters such as frequency or amplitude of the applied voltage. Suitable electric fields can be readily created by micro-electrodes integrated into microchannels. It is clear from the tremendous growth in this field that AC electrokinetics will likely have a profound effect on healthcare diagnostics3-5, environmental monitoring6 and homeland security7.

In general, there are three AC Electrokinetic phenomena (AC electroosmosis, dielectrophoresis and AC electrothermal effect) each with unique dependencies on the operating parameters. A change in these operating parameters can cause one phenomena to become dominant over another, thus changing the particle or fluid behavior. 

It is difficult to predict the behavior of particles and fluids due to the complicated physics that underlie AC electrokinetics. It is the goal of this publication to explain the physics and elucidate particle and fluid behavior. Our analysis also covers how to fabricate the electrode structures that generate them, and how to interpret a wide number of experimental observations using several popular device designs. This video article will help scientists and engineers understand these phenomena and may encourage them to start using AC Electrokinetics in their research.

Manipulating fluids and suspended particles in the micro- and nano-scale is becoming more of a reality as enabling technologies, like AC electrokinetics, continue to develop. Here, we discuss the physics behind AC electrokinetics, how to fabricate these devices and how to interpret the experimental observations.

AC Elektrokinetik Olaylar Mikroelektrod Yapıları tarafından oluşturuldu

The field of AC electrokinetics is rapidly growing due to its ability to perform dynamic fluid and particle manipulation on the micro- and nano-scale, ...

Biyoloji

Microscale Vortex-assisted Electroporator for Sequential Molecular Delivery

Electroporation has received increasing attention in the past years, because it is a very powerful technique for physically introducing non-permeant exogenous molecular probes into cells. This work reports a microfluidic electroporation platform capable of performing multiple molecule delivery to mammalian cells with precise and molecular-dependent parameter control. The system&#8217;s ability to isolate cells with uniform size distribution allows for less variation in electroporation efficiency per given electric field strength; hence enhanced sample viability. Moreover, its process visualization feature allows for observation of the fluorescent molecular uptake process in real-time, which permits prompt molecular delivery parameter adjustments in situ for efficiency enhancement. To show the vast capabilities of the reported platform, macromolecules with different sizes and electrical charges (e.g., Dextran with MW of 3,000 and 70,000 Da) were delivered to metastatic breast cancer cells with high delivery efficiencies (&#62;70%) for all tested molecules. The developed platform has proven its potential for use in the expansion of research fields where on-chip electroporation techniques can be beneficial.

A microfluidic vortex assisted electroporation platform was developed for sequential delivery of multiple molecules into identical cell populations with precise and independent dosage control. The system&#8217;s size based target cell purification step preceding electroporation aided to enhance molecular delivery efficiency and processed cell viability.

Microscale Vortex destekli Sıralı Moleküler Teslimat için Electroporator

Electroporation has received increasing attention in the past years, because it is a very powerful technique for physically introducing non-permeant ...

Biyomühendislik

Generation of Size-controlled Poly (ethylene Glycol) Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices

Uniform and size-controllable poly (ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) droplets could be produced via the flow focusing process in a microfluidic device. This paper proposes a semi-three-dimensional (semi-3D) flow-focusing microfluidic chip for droplet formation. The polydimethylsiloxane (PDMS) chip was fabricated using the multi-layer soft lithography method. Hexadecane containing surfactant was used as the continuous phase, and PEGDA with the ultraviolet (UV) photo-initiator was the dispersed phase. Surfactants allowed the local surface tension to drop and formed a more cusped tip which promoted breaking into tiny micro-droplets. As the pressure of dispersed phase was constant, the size of droplets became smaller with increasing continuous phase pressure before dispersed phase flow was broken off. As a result, droplets with size variation from 1 &#181;m to 80 &#181;m in diameter could be selectively achieved by changing the pressure ratio in two inlet channels, and the average coefficient of variation was estimated to be below 7%. Furthermore, droplets could turn into micro-beads by UV exposure for photo-polymerization. Conjugating biomolecules on such micro-beads surface have many potential applications in the fields of biology and chemistry.

Generation of Size-controlled Poly ethylene Glycol Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices

Here, we present a protocol to illustrate the fabrication processes and verifying experiments of a semi-three-dimensional (semi-3D) flow-focusing microfluidic chip for droplet formation.

Poli (etilen glikol) Diacrylate damlacıklar yoluyla yarı-3 boyutlu akış odaklanarak mikrosıvısal cihazlar boyutu kontrol nesil

Uniform and size-controllable poly (ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) droplets could be produced via the flow focusing process in a microfluidic device. ...

Controlling Flow Speeds of Microtubule-Based 3D Active Fluids Using Temperature

We present a method for using temperature to tune the flow speeds of kinesin-driven, microtubule-based three-dimensional (3D) active fluids. This method allows for tuning the speeds in situ without the need to manufacture new samples to reach different desired speeds. Moreover, this method enables the dynamic control of speed. Cycling the temperature leads the fluids to flow fast and slow, periodically. This controllability is based on the Arrhenius characteristic of the kinesin-microtubule reaction, demonstrating a controlled mean flow speed range of 4&#8211;8 &#181;m/s. The presented method will open the door to the design of microfluidic devices where the flow rates in the channel are locally tunable without the need for a valve.

The goal of this protocol is to use temperature to control the flow speeds of three-dimensional active fluids. The advantage of this method not only allows for regulating flow speeds in situ but also enables dynamic control, such as periodically tuning flow speeds up and down.

Sıcaklık Kullanarak Mikrotübül Bazlı 3D Aktif Sıvıların Akış Hızlarını Kontrol Etme

We present a method for using temperature to tune the flow speeds of kinesin-driven, microtubule-based three-dimensional (3D) active fluids. This method ...

Aqueous Droplets Used as Enzymatic Microreactors and Their Electromagnetic Actuation

For the successful implementation of microfluidic reaction systems, such as PCR and electrophoresis, the movement of small liquid volumes is essential. In conventional lab-on-a-chip-platforms, solvents and samples are passed through defined microfluidic channels with complex flow control installations. The droplet actuation platform presented here is a promising alternative. With it, it is possible to move a liquid drop (microreactor) on a planar surface of a reaction platform (lab-in-a-drop). The actuation of microreactors on the hydrophobic surface of the platform is based on the use of magnetic forces acting on the outer shell of the liquid drops which is made of a thin layer of superhydrophobic magnetite particles. The hydrophobic surface of the platform is needed to avoid any contact between the liquid core and the surface to allow a smooth movement of the microreactor. On the platform, one or more microreactors with volumes of 10 &#181;L can be positioned and moved simultaneously. The platform itself consists of a 3 x 3 matrix of electrical double coils which accommodate either neodymium or iron cores. The magnetic field gradients are automatically controlled. By variation of the magnetic field gradients, the microreactors' magnetic hydrophobic shell can be manipulated automatically to move the microreactor or open the shell reversibly. Reactions of substrates and corresponding enzymes can be initiated by merging the microreactors or bringing them into contact with surface immobilized catalysts.

Lab-in-a-drop reaction systems allow the versatile implementation of complex reactions in a microfluidic scale. An automated actuation platform consisting of a 3 x 3 matrix of electromagnetic coils was developed and successfully used to merge two 10 &#181;L microreactors and thereby initiate an enzymatic reaction in the resulting liquid marbles.

Sulu damlacıkları enzimatik Microreactors ve onların elektromanyetik çalıştırma kullanılan

For the successful implementation of microfluidic reaction systems, such as PCR and electrophoresis, the movement of small liquid volumes is essential. In ...

Assembly and Characterization of an External Driver for the Generation of Sub-Kilohertz Oscillatory Flow in Microchannels

Microfluidic technology has become a standard tool in chemical and biological laboratories for both analysis and synthesis. The injection of liquid samples, such as chemical reagents and cell cultures, is predominantly accomplished through steady flows that are typically driven by syringe pumps, gravity, or capillary forces. The use of complementary oscillatory flows is seldom considered in applications despite its numerous advantages as recently demonstrated in the literature. The significant technical barrier to the implementation of oscillatory flows in microchannels is likely responsible for the lack of its widespread adoption. Advanced commercial syringe pumps that can produce oscillatory flow, are often more expensive and only work for frequencies less than 1 Hz. Here, the assembly and operation of a low-cost, plug-and-play type speaker-based apparatus that generates oscillatory flow in microchannels is demonstrated. High-fidelity harmonic oscillatory flows with frequencies ranging from 10-1000 Hz can be achieved along with independent amplitude control. Amplitudes ranging from 10-600 &#181;m can be achieved throughout the entire range of operation, including amplitudes &#62; 1 mm at the resonant frequency, in a typical microchannel. Although the oscillation frequency is determined by the speaker, we illustrate that the oscillation amplitude is sensitive to fluid properties and channel geometry. Specifically, the oscillation amplitude decreases with increasing channel circuit length and liquid viscosity, and in contrast, the amplitude increases with increasing speaker tube thickness and length. Additionally, the apparatus requires no prior features to be designed on the microchannel and is easily detachable. It can be used simultaneously with a steady flow created by a syringe pump to generate pulsatile flows.

The protocol demonstrates a convenient method to produce harmonic oscillatory flow from 10-1000 Hz in microchannels. This is performed by interfacing a computer-controlled speaker diaphragm to the microchannel in a modular manner.

Mikrokanallarda Sub-Kilohertz Salınımlı Akış Üretimi için Harici Bir Sürücünün Montajı ve Karakterizasyonu

Microfluidic technology has become a standard tool in chemical and biological laboratories for both analysis and synthesis. The injection of liquid ...

Glass-Based Devices to Generate Drops and Emulsions

In this manuscript, three different step-by-step protocols to generate highly monodisperse emulsion drops using glass-based microfluidics are described. The first device is built for the generation of simple drops driven by gravity. The second device is designed to generate emulsion drops in a coflowing scheme. The third device is an extension of the coflowing device with the addition of a third liquid that acts as an electric ground, allowing the formation of electrified drops that subsequently discharge. In this setup, two of the three liquids have an appreciable electrical conductivity. The third liquid mediates between these two and is a dielectric. A&#160;voltage difference applied between the two conducting liquids creates an electric field that couples with hydrodynamic stresses of the coflowing liquids, affecting the jet and drop formation process. The addition of the electric field provides a path to generate smaller drops than in simple coflow devices and for generating particles and fibers with a wide range of sizes.

Here, a protocol to manufacture glass-based microfluidic devices used for generating highly monodisperse emulsions with controlled drop size is presented.

Damla ve Emülsiyon Üretmek için Cam Bazlı Cihazlar

In this manuscript, three different step-by-step protocols to generate highly monodisperse emulsion drops using glass-based microfluidics are described. ...

Merging Ion Concentration Polarization between Juxtaposed Ion Exchange Membranes to Block the Propagation of the Polarization Zone

The ion concentration polarization (ICP) phenomenon is one of the most prevailing methods to preconcentrate low-abundance biological samples. The ICP induces a noninvasive region for charged biomolecules (i.e., the ion depletion zone), and targets can be preconcentrated on this region boundary. Despite the high preconcentration performances with ICP, it is difficult to find the operating conditions of non-propagating ion depletion zones. To overcome this narrow operating window, we recently developed a new platform for spatiotemporally fixed preconcentration. Unlike preceding methods that only use ion depletion, this platform also uses the opposite polarity of the ICP (i.e., ion enrichment) to stop the propagation of the ion depletion zone. By confronting the enrichment zone with the depletion zone, the two zones merge together and stop. In this paper, we describe a detailed experimental protocol to build this spatiotemporally defined ICP platform and characterize the preconcentration dynamics of the new platform by comparing them with those of the conventional device. Qualitative ion concentration profiles and current-time responses successfully capture the different dynamics between the merged ICP and the stand-alone ICP. In contrast to the conventional one that can fix the preconcentration location at only ~5 V, the new platform can produce a target-condensed plug at a specific location in the broad ranges of operating conditions: voltage (0.5-100 V), ionic strength (1-100 mM), and pH (3.7-10.3).

The protocol for a novel ion concentration polarization (ICP) platform that can stop the propagation of the ICP zone, regardless of the operating conditions is described. This unique ability of the platform lies in the use of merging ion depletion and enrichment, which are two polarities of the ICP phenomenon.

Yan yana İyon Değişimi Membranlar arasında İyon Konsantrasyon Polarizasyon birleştirme Polarizasyon Bölgesi İlerlemesinin yasakla

The ion concentration polarization (ICP) phenomenon is one of the most prevailing methods to preconcentrate low-abundance biological samples. The ICP ...