طراحي و مطالعه عددي يك ميكروكانال سه بعدي نوآورانه براي جداسازي سه ذره مختلف با نيروي دي الكتروفورسيس

در اين مقاله، با ارائه يك طرح ميكروكانال سه بعدي نوآورانه، جداسازي مداوم سه جمعيت از ذرات پلي استايرن با انداز ه هاي 5، 10 و 20 ميكرومتر مورد مطالعه و بررسي قرار مي گيرد. طرح ميكروكانال حاضر از دو ناحيه مختلف شامل ناحيه تمركز و ناحيه جداسازي تشكيل شده است. ذرات پس از ورود به كانال ابتدا توسط يك جريان غلاف در يك سمت كانال متمركز مي شوند و سپس در بخش جداسازي كه شامل يك ناحيه همگرا شونده حاوي يك جفت الكترود زاويه اي در كف است، توسط نيروهاي دي الكتروفورسيس و درگ متغير از يكديگر جدا مي شوند. براي شبيه سازي و بررسي مسير حركت ذرات، يك كد در محيط متن باز اپن فوم توسعه داده شد و سپس با يك كار تجربي اعتبارسنجي شد. در ادامه، تاثير پارامترهاي تاثير گذار روي جداسازي ذرات از جمله اندازه ناحيه ورودي كانال و زاويه الكترود و ديواره ميكروكانال همگرا مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج نشان داد با افزايش عرض كانال در ناحيه ورودي، ولتاژ اعمالي مورد نياز براي جداسازي مطلوب ذرات كاهش مي يابد. همچنين، با بررسي زواياي مختلف الكترود و ديواره كانال، مشخص شد در زاويه 30 درجه و دبي جريان 1 ميكروليتر بر دقيقه، بزرگ ترين پنجره ولتاژ (10 الي 75/11 ولت) براي جداسازي مطلوب ذرات حاصل مي شود.