Name: a performance-testing platform for a conduction micropump with an fr-4 copper-clad electrode plate
Uploaded: 2017-10-09T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Performance-testing Platform for a Conduction Micropump with an FR-4 Copper-clad Electrode Plate at JoVE.com

Detta arbete sponsrades av den nationella naturvetenskap Foundation i Kina (51375176); Guangdong Provincial naturvetenskapliga grunden för Kina (2014A030313264); och vetenskap och teknik som planerar projekt i provinsen Guangdong, Kina (2014B010126003).

försiktighet: Läs alla relevanta säkerhetsdatablad (MSDS) före användning. Aceton är mycket brandfarligt och kan orsaka irritation i ögon och andningsorgan. Inblandade spänningen är så hög som flera tusen volt; därför förväntas elektriska gnistor när de utför experimentet. Genomföra experiment i ett rum med bra ventilation för att undvika explosioner och brand från gnistor.
 1. tillverkning av plattor och hållare Observera: I detta arbete, den e...

<ol>
	<li>Kazemi, P. Z., Selvaganapathy, P. R., Ching, C. <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+micropillar+electrode+spacing+on+the+performance+of+electrohydrodynamic+micropumps.">Effect of micropillar electrode spacing on the performance of electrohydrodynamic micropumps.</a> J Electrostat. 68 (4), 376-383 (2010).</li><li>Kano, I., Nishina, T. <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+electrode+arrangements+on+EHD+conduction+pumping.">Effect of electrode arrangements on EHD conduction pumping.</a> IEEE Trans Ind Appl. 49 (2), 679-684 (2013).</li><li>Laser, D. J., 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=A+review+of+micropumps.">A review of micropumps.</a> J Micromech Microeng. 14 (6), R35 (2004).</li><li>Fylladitakis, E. D., Theodoridis, M. P., Moronis, A. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+the+history,+research,+and+applications+of+electrohydrodynamics.">Review on the history, research, and applications of electrohydrodynamics.</a> IEEE Trans Plasma Sci. 42 (2), 358-375 (2014).</li><li>Yazdani, M., Seyed-Yagoobi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electrostatics Joint Conf. , (2009).</li><li>Gharraei, R., Esmaeilzadeh, E., Hemayatkhah, M., Danaeefar, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+investigation+of+electrohydrodynamic+conduction+pumping+of+various+liquids+film+using+flush+electrodes.">Experimental investigation of electrohydrodynamic conduction pumping of various liquids film using flush electrodes.</a> J Electrostat. 69 (1), 43-53 (2011).</li><li>Gharraei, R., Esmaeilzadeh, E., Nobari, M. R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Numerical+investigation+of+conduction+pumping+of+dielectric+liquid+film+using+flush-mounted+electrodes.">Numerical investigation of conduction pumping of dielectric liquid film using flush-mounted electrodes.</a> Theor Comp Fluid Dyn. 28 (1), 89 (2014).</li><li>Jeong, S. -. I., Seyed-Yagoobi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+of+electrohydrodynamic+pumping+through+conduction+phenomenon.">Experimental study of electrohydrodynamic pumping through conduction phenomenon.</a> J Electrostat. 56 (2), 123-133 (2002).</li><li>Seyed-Yagoobi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrohydrodynamic+pumping+of+dielectric+liquids.">Electrohydrodynamic pumping of dielectric liquids.</a> J Electrostat. 63 (6), 861-869 (2005).</li><li>Hojjati, M., Esmaeilzadeh, E., Sadri, B., Gharraei, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrohydrodynamic+conduction+pumps+with+cylindrical+electrodes+for+pumping+of+dielectric+liquid+film+in+an+open+channel.">Electrohydrodynamic conduction pumps with cylindrical electrodes for pumping of dielectric liquid film in an open channel.</a> Colloid Surface A. 392 (1), 294-299 (2011).</li><li>Yazdani, M., Seyed-Yagoobi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Numerical+investigation+of+electrohydrodynamic-conduction+pumping+of+liquid+film+in+the+presence+of+evaporation.">Numerical investigation of electrohydrodynamic-conduction pumping of liquid film in the presence of evaporation.</a> J Heat Trans-T ASME. 131 (1), 011602 (2009).</li><li>Vafaie, R. H., Ghavifekr, H. B., Lintel, H., Brugger, 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=Bi-directional+AC+electrothermal+micropump+for+on-chip+biological+applications.">Bi-directional AC electrothermal micropump for on-chip biological applications.</a> Electrophoresis. 37 (5-6), 719-726 (2016).</li><li>Pearson, M. R., Seyed-Yagoobi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Study+of+Linear+and+Radial+Two-Phase+Heat+Transport+Devices+Driven+by+Electrohydrodynamic+Conduction+Pumping.">Experimental Study of Linear and Radial Two-Phase Heat Transport Devices Driven by Electrohydrodynamic Conduction Pumping.</a> J Heat Trans-T ASME. 137 (2), 022901 (2015).</li></ol>

En av de kritiska steg i protokollet är att inspektera elektrod plattan noggrant. Litet ojämnheter på kanten av en elektrod kan leda till kortslutning och ytans integritet kan påverka pump prestanda. Rengöring av den elektrod platta och hållare är också mycket viktigt. Elektroden kammare höjd är mindre än 1 mm, så små dammpartiklar kan blockera arbetande vätskeflödet och orsaka kortslutning. Före provet skall injicera aceton i kammaren kan ta bort bubblorna utanför kammaren.
M...

Micropumps kan köra vätskeflödet i mycket mindre skala än de flesta pumpar. Under de senaste åren har olika drivande system tillämpats till mikroflödessystem system1,2,3,4,5. Electrohydrodynamic (EHD) pumpen kan utöva styrkor direkt på vätskan, utan några rörliga delar, vilket gör det enklare och lättare att fabricera6. Enligt kostnad typerna, kan EHD pumpar klassificeras som injektionen pumpar, induktion pumpar eller överledning pumpar. Induktion pumpar fungerar inte på isotermiska vätskor, medan injektionen pumpar ändra flytande ledningsförmåga. Eftersom de saknar sådana problem, överledning pumpar är mer stabil och har en bredare tillämpning.
Överledning pumpen är baserad på en felmatchning av de dissociation och rekombination flytande molekyler. Normalt, kan dissociation och rekombination processen uttryckas enligt följande7,8: 
<img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55867/55867eq1.jpg"> där rekombination takt kr är konstant medan den dissociation Tan kd är en funktion av den elektriska fältstyrkan. När den elektriska fältstyrkan når ett visst värde, kommer dissociation överstiga andelen rekombination. Sedan resa mer och mer gratis avgifter till de två elektroderna av motsatt polaritet och heterocharge lager formuläret. Dessa heterocharge lager är nyckeln till pumpen, som rörelsen av avgifterna puttar flytande molekylerna framåt. Därför kan netto kroppen kraft genereras i vätskan i kammaren med asymmetrisk elektroder eller en felmatchning av positiva och negativa joner9,10,11,12 rörlighet .
Detta arbete introducerar ett nytt sätt att tillverka en symmetrisk planar elektrod platta för en överledning pump. Elektroden plattan är beredd på FR-4 CCL, och pumpen kammaren är beredd av micromachining. Fabrication processerna är relativt enklare och bekvämare än andra tillverkningsmetoder, såsom nanolithography. En testplattform är inställd att undersöka prestanda för den överledning micropump under olika förhållanden. Dessutom utreds också tillförlitligheten i de överledning micropump under olika omständigheter.

<table width="683">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:207px;height:21px;">Amperemeter</td>
			<td style="width:311px;">-</td>
			<td style="width:101px;">85C1-MA</td>
			<td style="width:64px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:207px;height:21px;">DC high voltage power supply</td>
			<td style="width:311px;">NanTong Jianuo electric device company</td>
			<td style="width:101px;">GY-WY500-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:207px;height:21px;">Fuse</td>
			<td style="width:311px;">-</td>
			<td style="width:101px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:207px;height:21px;">Ultrasonic cleaner</td>
			<td style="width:311px;">Derui ultrasonic device company</td>
			<td style="width:101px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:207px;height:21px;">Soldering iron</td>
			<td style="width:311px;">-</td>
			<td style="width:101px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a performance-testing platform for a conduction micropump with an fr-4 copper-clad electrode plate

Här, är en överledning micropump med symmetrisk planar elektrod par beredd på flamskyddade glasfiberarmerad epoxi (FR-4) koppar-klädda laminat (CCL) tillverkat. Det används för att undersöka påverkan av kammaren mått på prestanda för en överledning micropump och avgöra tillförlitligheten av överledning pumpen när aceton används som arbetsmedium. En testplattform är inställd att utvärdera överledning micropump prestanda under olika förhållanden. När kammaren är 0,2 mm, når pumptrycket sitt toppvärde.

I figur 11visas pumptrycket och dess ökande hastighet stiger när spänningen ökar. När spänningen når 500 V, pumptrycket når 1,100 Pa.
Det pump statiska trycket stiger med pump kammare höjden ökar när kammaren är under 0,2 mm. Pumpens prestanda når sin högsta punkt när kammaren är 0,2 mm. Sedan sjunker det statiska trycket när kammaren höjden fortsätter att öka. Det tros att 0,2 m...

Watch this Scientific Journal Video about A Performance-testing Platform for a Conduction Micropump with an FR-4 Copper-clad Electrode Plate at JoVE.com

A Performance-testing Platform for a Conduction Micropump with an FR-4 Copper-clad Electrode Plate

Detta dokument presenterar ett protokoll för tillverkning av en överledning micropump med symmetrisk planar elektroder på flamskyddade glasfiberarmerad epoxi (FR-4) koppar-klädda laminat (CCL) för att testa påverkan av kammaren dimensioner på utförandet av en överledning micropump.

En individprövning plattform för en överledning Micropump med en FR-4 koppar-klädda elektrod platta

Here, a conduction micropump with symmetric planar electrode pairs prepared on flame-retardant glass-reinforced epoxy (FR-4) copper-clad laminate (CCL) is ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

Miljömässigt-kontrollerad Microtensile Test av Mekaniskt adaptiva Polymer Nanokompositer för<em&gt; Ex vivo</em&gt; Karakterisering

Implantable microdevices are gaining significant attention for several biomedical applications1-4. Such devices have been made from a range of materials, ...

A Versatile Automated Platform for Micro-scale Cell Stimulation Experiments

En mångsidig automatiserad plattform för mikroskala Experiment cellstimulering

Study of cells in culture (in vitro analysis) has provided important insight into complex biological systems. Conventional methods and equipment for in ...

Cell Squeezing as a Robust, Microfluidic Intracellular Delivery Platform

Cell Klämma som en robust, mikroflödes Intracellular Delivery Platform

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This ...

A Microfluidic Platform for Precision Small-volume Sample Processing and Its Use to Size Separate Biological Particles with an Acoustic Microdevice

En mikroflödessystem plattformen för Precision små volymer Sample Processing och dess användning till storlek Separata biologiska partiklar med en akustisk mikroanordning

A major advantage of microfluidic devices is the ability to manipulate small sample volumes, thus reducing reagent waste and preserving precious sample. ...

Three-Dimensionally Printed Microfluidic Cross-flow System for Ultrafiltration/Nanofiltration Membrane Performance Testing

Tredimensionellt Tryckt mikroflödes Cross-flödessystem för Ultrafiltrering / nanofiltreringsmembran Performance Test

Minimization and management of membrane fouling is a formidable challenge in diverse industrial processes and other practices that utilize membrane ...

Microfluidic Platform with Multiplexed Electronic Detection for Spatial Tracking of Particles

Mikroflödes Plattform med Multiplex elektronisk detektering för rumslig Spårning av partiklar

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to ...

An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

Ett ultraljud verktyg för nerv överledning blockera i diabetiker råtta modeller

Nerve conduction block with a high intensity-focused ultrasound (HIFU) transducer has been performed in normal and diabetic animal models recently. HIFU ...

A Microfluidic Platform for Longitudinal Imaging in Caenorhabditis elegans

A Microfluidic Platform for Longitudinal Imaging in Caenorhabditis elegans

En mikroflödessystem plattform för längsgående Imaging i Caenorhabditis elegans

In the last decade, microfluidic techniques have been applied to study small animals, including the nematode Caenorhabditis elegans, and have proved ...

An Ultrahigh-throughput Microfluidic Platform for Single-cell Genome Sequencing

En ultrahög kapacitet mikroflödessystem plattform för Single-cell Genomsekvensering

Sequencing technologies have undergone a paradigm shift from bulk to single-cell resolution in response to an evolving understanding of the role of ...