유전 영동은 분극성 입자에 힘을 생성하여 균일하지 않은 전기장 (일반적으로 AC 전기장)에서 움직임을 유도합니다. 유전 영동력은 마이크로스케일 및 나노스케일 바이오 입자를 특성화, 처리 또는 조작하는 데 사용할 수 있습니다. 여기에는 세포, 바이러스, 박테리아, DNA 등의 분류, 포획 및 분리가 포함될 수 있습니다. 유전 영동은 FLOW-3D에서 완전히 설명 할 수 있으며 날카로운 인터페이스가 있거나 없는 단일 유체 또는 2 유체 흐름과 같이 코드에서 사용할 수있는 다른 모든 유체 흐름 옵션과 함께 활성화 될 수 있습니다.
Electro-wetting
전도성 액적에서 액체와 전극 사이에 인가되는 얇은 유전체 코팅 전위를 갖는 전극 상에 배치되면, 드롭 평면화와 전극 표면 확산이 일어납니다. 이 현상은 종종electro-wetting라 부릅니다. 현상은 전하 층의 발달과 관련되어 있으므로, 외부 전기장을 그들을 이동, 합체, 깨지거나 하는 원인을 조작하기 위해 사용될 수 있습니다.
Lab-On-Chip Electro-wetting Applications
Lab-on-chip 기반electro-wetting 은 분리된 물방울을 조절할 수 있어 설계자들이 복잡한 절차를 전통적인 실험실 장치를 달지만 훨씬 작은 volumes 으로 비슷한 실험을 수행할 수 있습니다. 이러한 기기는 효율적으로 운송, 병합되어 있으며 분리된 물방울들이 요구합니다. FLOW-3D는 사용자가이 장치를 조작하는 데 사용되는 기하학적 파라미터들 및 전압의 영향을 시뮬레이션 할 수 있도록 하여 설계 프로세스에 유용한 도구가 될 수 있습니다.
아래의 애니메이션은 수송 시뮬레이션 병합 및 분할 방울에 FLOW-3D의 기능을 보여줍니다. Lab-on-chip은 약 300 ㎛로 분리 된 두 개의 평행 한 플레이트로 구성됩니다. 바닥 판은 방울을 조작하기 위해 사용되는 그 안에 삽입 된 전극을 보유하고 있습니다. 액 적은 물 (약간 도전성) 실리콘 오일에 의해 둘러싸여 있습니다. 액체 방울의 부피가 800nl 관한 것입니다.
This lab-on-a-chip electrowetting simulation demonstrates an electric field being applied in order to split a small droplet.
Here an electric field is being applied in order to merge two small droplets.
This simulation shows an electric field being applied to a small droplet to control its motion.
Integrates effects of electrophoresis and dielectrophoresis
Induced charges manipulate fluid at micro/nano volumes
Electrowetting on dielectric (EWOD).
Dielectrophoresis (DEP)
DEP는 particle/fluid의 dielectric 특성이 주변 매체의 dielectric 특성과
다를 때만 발생한다.
Inputs required:
Dielectric constant of the fluid and or particles
Dielectric constant of any components, that may influence the electric field
Define electric potential on the components or on the mesh boundaries
Permittivity of vacuum.
섬세한 경계를 가진 두
개의 유체, 표면 장력, electric potential,
fluid electric charge, dielectrophoresis, newtonian viscosity
Electro osmosis
Micro-pump example
Zeta potential
Electric field defined by the electric potential on the components or on the mesh boundaries.
Permittivity of vacuum
Flow rate control through device
Inputs required:
Zeta potential
Electric field defined by the electric potential on the components or on the mesh boundaries.
Permittivity of vacuum
Flow rate control through device
Electro-thermal effects (Joules heating)
전류가 물질을 통해 흐를 때 그 저항성은 물질을 가열하게 하며, 이 효과를 joule heating이라고 한다.
온도 구배 설정 속도 필드 및 장치의 유체 순환
Magneto Hydrodynamics
자력에 의해 입자가 유선으로부터 이탈한다.
Xiaozheng Xue1, Ioannis H. Karampelas1, Chenxu Liu2 and Edward P.
Furlani1,2 1 Department of Chemical and Biological Engineering 2 Department of Electrical Engineering SUNY at Buffalo FLOW-3D Americas User Conference , Toronto, 2014
