بررسی عددی و تجربی تاثیر شکل سطح مقطع جریان بر عملکرد یک میکروکانال مارپیچ برای استفاده در جداسازی ذرات

میکروکانال‌های مارپیچ در زمینه‌ی جداسازی سلول های سرطانی از خون کاربرد دارند، در این پژوهش ماده پایه برای ساخت میکروکانال، پلی‌متیل‌متااکریلیت (pmma) می‌باشد. در این پروژه سطح مقطعی به نام پله (یعنی مقطعی که از ترکیب دو سطح مقطع مستطیلی با ارتفاع های متفاوت ساخته شده) بررسی شد که توانست ذرات µm10 وµm 15 را در یک محدوده تجمعی کوچک متمرکز ساخته و از بقیه ماده جدا کند. سطح مقطع کانال از عوامل مهمی است که بر جداسازی ذرات تاثیر دارد. در این پژوهش سه تراشه با سطح مقطعی به شکل پله با ارتفاع یکسان µm200 و µm 100و عرض‌های متفاوت µm500 و µm400 µm600 طراحی شده و همه مدل‌ها با دستگاه میکروماشینکاری در روی لایه‌ای از جنسpmma با ضخامت mm3 تراشیده می‌شود و بعد از آن با عملیات حرارتی کم فشار دو لایه به هم چسبیده می‌شوند. برای ارزیابی عملکرد این تراشه ها، سه محلول جداگانه از سه نوع میکرو ذره فلوئورسنت با قطر های µm5 و µm10 وµm 15به تراشه ها تزریق گردید و عملکرد آن‌ها زیر میکروسکوپ مشاهده شد نتیجه این‌ بود که کانال پله‌ای با عرض µm400 توانست دو ذره µm10 و µm15 را در حجم عبوری ml/min5/0 تا ml/min2 در یک محدوده تجمعی جمع‌آوری کند. همچنین برای این که بررسی کنیم که آیا مقطع پله ای با عرض µm400و ارتفاعµm200 نسبت به مقطع های مستطیلی مشابه به ابعادµm 200* µm 400، µm 200*µm300 عملکرد بهتری دارد، حرکت ذرات درکامسول، شبیه سازی گردید و نتیجه این شد که کانال پله ای با عرض 400 میکرومتر از دو کانال مستطیلی، عملکرد بهتری دارد.