透過人工纖毛?動行為及其流場效應提升微尺度混合器之效率

Abstract

在實驗室晶片 (Lab-On-a-Chip) 應用中一項重要的?能是如何將流體在微小型之裝置上進行快速且均勻的微尺度混合 (Micromixing)，這對於在生物醫學和化學檢測等領域上具有實質的效益。目前主動式人工纖毛 (Artificial cilia) 微混合器被視為非常有效促進分子擴散效率的機制，透過人工纖毛的?動將欲混合的流體進行不斷地拉伸與重疊，達到在短時間內均勻混合的效果，因此非常適合應用在極端的流場條件 (例如具有高黏性的流體)。然而，截至目前為止扔然沒有一套人工纖毛?動標準範例的提出，說明如何達到最佳的混合效率。因此本研究根據流體動力學之概念，設計出幾種代表性的人工纖毛?動模式，來描述人工纖毛?動與週圍引起的流場效應之間的交互關係，並藉由微粒子影像測速儀 (Micro particle image velocimetry ?PIV) 的量測來獲得瞬時流場分佈。當人工纖毛的?動模式同時滿足本研究所提出的三種條件時，其混合效率可在6秒鐘內上升44%。對於未來新設計的微混合器提供一個有效的設計依據，以促進實驗室晶片商品化的推動，縮短檢測的時程。

Date of Award	2016 Jul 21
Original language	Chinese
Supervisor	Chia-Yuan Chen (Supervisor)