Optimization of the fabrication processes of microfludic chips by hot embossing
Mikroakışkan çiplerin sıcak baskı ile üretim yönteminin eniyilenmesi
- Tez No: 386106
- Danışmanlar: Assist. Prof. Dr. ENDER YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çankaya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Günümüzde, mikro akışkanlardaki gelişmeler özellikle yaşam bilimleri için, biyolojik veya kimyasal algılayıcılardan çip-üstü-organlara kadar farklı uygulamalarda, ümit verici araçların ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Bu teknoloji numune ve reaktif miktarının azaltılması, reaksiyon süresinin azaltılması, hassasiyetin arttırılması gibi diğer birçok avantajı içerse de, mikro akışkan tabanlı ticari ürünler halen daha çok az miktardadır. Mikro akışkanların ticarileşmesinin önündeki engellerden birisi üretim maliyetleridir. Mikro akışkan üretimi için, yüksek hassasiyeti sebebiyle sıklıkla litografi tabanlı yöntemler kullanılmaktadır. Ancak, litografi tabanlı mikro akışkan üretim yöntemlerinde imalat süresi genellikle uzundur. Tasarımdan ürüne kadar geçen süreçgünlerce sürebilmektedir. Bu noktada, mikro frezeleme, mikro plastic enjeksiyon ve sıcak baskı gibi mikro ölçekli geleneksel yöntemler öneçıkmaktadır. Bu yöntemlerde imalat döngü süresi birkaç saate ve hatta birkaç dakikaya düşebilmektedir. Bu durum, ürün başına düşen maliyeti önemli miktarda düşürmektedir.Bu tez düşük maliyetli bir sıcak baskı presinin tasarımı ve üretimini, ve işlem parametrelerinin mikro akışkan çiplerin üretimi için eniyilenmesini amaçlamaktadır. Sıcak baskı presi, malzeme maliyeti 224 TL olacak şekilde, düşük maliyetli bir cihaz olarak tasarlanmıştır. Test amacıyla, pirinç kullanılarak mikro frezeleme yöntemi ile bir kalıp üretilmiştir. Polimetilmetakrilat (PMMA) altlıklar üzerinde 6 dakika boyunca 180oC sıcaklıkta 240 bar basınç uygulanarak 200 m genişliğinde kanallar elde edilebileceği kanıtlanmıştır. Toplam döngü süresi 11 dakika olarak gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Currently, the advent of microfluidics offers promising tools, especially in life sciences, with applications ranging from biological or chemical sensors to organs on chips. Although, this technology contains various other advantages such as reduction in sample and reagent consumption, decrease in reaction times, and improved accuracy, there are still a few number of commercially available microfluidic devices. One of the reasons hampering commercialization of microfluidics is its fabrication cost. Lithography based techniques are commonly used for microfluidic fabrication owing to the high precision. However in lithography based microfluidic fabrication methods manufacturing lead times are often high. Design-to-device period may reach up to several days. Here, micro scaled conventional methods such as micro milling, micro injection molding, or hot embossing are more prominent. In these methods, the cycle time reduces down to hours or even minutes. This in turn reduces the cost per device considerably.This thesis aims to design and construct a low cost hot embossing press and optimize the process parameters for fabrication of microfluidic chips. The hot embossing press was designed as a low cost device, having material cost as low as 224 TL. For testing purposes, we fabricated a mold made of brass using micro milling process. We proved that, we can obtain 200 m wide channels on polymethylmethacrylate (PMMA) substrates, by applying 240 bars or pressure for 6 min. under 180 oC temperature, total cycle time per one chip is found to be 11 min.
Benzer Tezler
- Ai-enabled optimization of 3D-printed microneedles for simultaneous epidermal and dermal delivery
Eşzamanlı epidermal ve dermal ilaç teslimat için 3D baskılı mikroiğnelerin yapay zeka destekli optimizasyonu
MISAGH REZAPOUR SARABI
Doktora
İngilizce
2024
BiyomühendislikKoç ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAVAŞ TAŞOĞLU
PROF. DR. METİN SİTTİ
- Development of novel aflatoxin B1 biosensors by carbon nanotube integrated microfluidic systems
Karbon nanotüp entegre edilmiş mikroakışkan sistemlerin kullanımıyla yeni aflatoksin B1 biyosensörlerinin geliştirilmesi
NAGİHAN OKUTAN ARSLAN
Doktora
İngilizce
2024
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Theoretical and experimental study of platelet generation from megakaryocyte in a microfluidic platform
Mikroakışkan platformda megakaryositten trombosit oluşumunun teorik ve deneysel çalışması
GÜNAY ATAK
Doktora
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN SADIKOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ENES ORUÇ
- FFT-based viscosity sensing for a micropillar-based microfluidic chip
Mikrosütun tabanlı mikroakışkan çip için FFT tabanlı viskozite ölçümü
ILYAR JAFARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN
DOÇ. ONUR FERHANOĞLU
- Development of a micro-well-based microfluidic 3D cell culture for cytotoxicity assays
Sitotoksisite testı için mikro kuyu tabanlı mikro akışkan 3 buyutlu hücre kültürünün geliştirilmesi
SARAH FARAHANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENDER YILDIRIM
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ ÖZÇELİKKALE