رضا حاجی آقائی وفائی

از آنجایی که یکی از مولفه های مهم و پرکاربرد برای آنالیزهای مهندسی در ابعاد کوچک از قبیل تست خون، تستهای آنالیز بیوشیمی، مهندسی غذا و غیره میکروپمپ میباشد. لذا طراحی یک میکروپمپ با قابلیت کنترل پذیری بالا بسیار مهم میباشد. با توجه به فیزیک ابعاد کوچک و اعداد رینولدز بسیار پایین در این ایعاد، ایجاد نیروی جنبشی چالش برانگیز میباشد. حساس بودن این موضوع زمانی بارزتر می گردد که این سیستم دارای توان مصرفی و قیمت تمام شده قابل قبول برای استفاده در داخل دستگاه های قابل حمل مراقبت نقطه ای باشد. با توجه به این مشخصات، در این پژوهش روش الکترووتینگ که از شاخه های تئوری الکتروهیدرودینامیک است، بعنوان تحریک سیستم انتخاب گردید. یک میکروپمپ قطره ای با ساختار الکترودی مناسب ارائه می گردد. یکی از اهداف اصلی این پژوهش بررسی تأثیر ساختار الکترودی در عملکرد و بهینه سازی پارامترهای اصلی یک میکروپمپ قطره ای می باشد. سه نمونه از ساختارهای الکترودی متداول در این زمینه نیز جهت قیاس با ساختار اصلی مورد استفاده قرار می گیرد. در این میکروپمپ از روشی نوآورانه برای کاهش سطح تماس غیریکنواخت قطره با الکترودها و در عین حال افزایش خط تماس سه گانه استفاده شده است که باعث کاهش شدید ولتاژ تحریک و افزایش قابل توجه سرعت انتقال قطره و نیروی محرک می گردد. با توجه به ماهیت ایجاد تئوری الکترووتینگ، میتوان از مدار چاپی (Printed circuit board) بعنوان زیربنا در این ادوات استفاده نمود. با تحلیل فیزیکهای سیالات، الکترواستاتیک و کشش سطحی سیستم موردنظر بر روی زیربنای مدار چاپی مورد شبیه سازی المان محدود قرار گرفت و نتایج نشان از قابلیت بالای پدیده الکتروخیسی بر روی زیربنای مدار چاپی دارد. با طراحی مدارات الکترونیکی مربوطه سیستم مورد نظر بصورت عملی پیاده سازی گردید و طبق نتایج بدست آمده سازگاری بسیار خوبی بین نتایج عددی و عملی مشاهده گردید.