طراحی، شبیه سازی و ساخت تراشه میکروفلوئیدیک هلیکال مبتنی بر جریان های ثانویه برای جداسازی میکروذرات

امروزه با پیشرفت فناوری‌ها در حوزه میکروفلوئیدیک، کاربردهای مختلفی مانند نمونه‌برداری در تشخیص‌های پزشکی، دارورسانی در حوزه زیستی، و تصفیه و جداسازی مایعات به سرعت در حال گسترش است. از آنجا که این فناوری‌ها نیازمند دقت بالا، سرعت عمل، و حجم کم نمونه‌های موردنیاز برای کارهای پزشکی هستند، به طور فزاینده‌ای مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این میان، فناوری میکروفلوئیدیک و به‌ویژه کاربردهای جداسازی میکروذرات، توانایی زیادی در پاسخگویی به این نیازها دارد. روش‌های مختلفی برای جداسازی ذرات ارائه شده است. این روش‌ها شامل روش‌های فعال که از نیروهای خارجی بهره می‌برند، روش‌های غیرفعال که مبتنی بر نیروهای هیدرودینامیکی هستند، و روش‌های ترکیبی می‌باشند. یکی از چالش‌های اساسی در حوزه میکروفلوئیدیک، ساخت تراشه‌های مرتبط با این فناوری است. بسته به نوع تراشه، جنس آن و الزامات کاربردی، روش‌های متعددی برای ساخت این تراشه‌ها ارائه و بررسی شده است. در این پروژه، ابتدا یک تراشه میکروفلوئیدیک با مسیر هلیکال، مقطع جدید پله‌دار و خروجی دوشاخه برای جداسازی ذرات 10و 15میکرومتر طراحی شده است. ابتدا این تراشه با استفاده از نرم‌افزار کامسول شبیه‌سازی و ارزیابی شده است. در مرحله بعد، تراشه با استفاده از روش میکروفرزکاری برای ساخت میکروکانال‌ها و از روش تیمار شیمیایی با اسید استیک و اشعه uv همراه با پرس حرارتی-مکانیکی برای مونتاژ قطعات، ساخته شد. سپس آزمون‌های تجربی برای تمرکز ذرات در خط جریان مشخص و جداسازی آن‌ها برای ذرات با سایز 10 و 15 میکرومتر انجام گرفته است. نتایج شبیه سازی و آزمون‌های تجربی نشان داد که تراشه در دبی 5/3 میلی‌لیتر بر دقیقه، توانسته است ذرات 15 میکرومتر را به خوبی در نزدیکی دیواره بیرونی متمرکز کند.