Characterization of trajectories of magnetically actuated microswimmers with helical tails in circular channels
Manyetik şekilde tahrik edilen sarmal kuyruklu mikroyüzücülerin silindirik kanallardaki gezingelerinin karakterizasyonu
- Tez No: 444560
- Danışmanlar: PROF. DR. SERHAT YEŞİLYURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mikroyüzücü robotlar hedef dokuya ilaç teslimi, düşük zararlı cerrahi ameliyatlar ve mikro sistemlere müdahale gibi geniş bir uygulama yelpazesinin önünü açabilirler. Her ne kadar artık nano ölçekte yüzen yapılar üretmek mümkün olsa da, bu yüzücülerin hareketi henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Mikroyüzücü hareketinin anlaşılması bu yüzücüleri kontrol edebilmede büyük öneme sahiptir. Bu tezin amacı manyetik bir kafa ve sarmal bir kuyruğa sahip olan bir mikroyüzücünün gliserin dolu silindirik kanallardaki gezingesi hakkında etraflıca bir fikir vermektir. Milimetre ölçeğinde yüzücüler üç boyutlu yazıcı teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Bu yüzücüler alternatif akım verilen Helmholtz bobini çiftleriyle oluşturulan döner manyetik alanla ileri doğru sürülmektedir. Kanal genişliği, kuyruk uzunluğu ve sıvı akışının yüzücü gezingesi, yönelimi ve tahrik ve yanal hızına etkisi bildirilmektedir. Bir yüzücünün ileri ve geri hareketinin farklı gezingelere yol açtığı gözlemlenmiştir. Kanal genişliği yüzücünün bu gezingeleri takip şeklini etkilemektedir. Sıvı akışı, kuyruk uzunluğunun kanal genişliğine oranına bağlı olarak yüzüşü etkilemektedir. Sıvı akışının yönü gezingenin yarıçapına etki etmektedir. Yüzücünün hareket yönünü kontrol etmek için manyetik alan değiştirilmiştir. Değiştirilmiş manyetik alan yüzücünün kanal merkezine yakın düz bir gezinge izlemesinde kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar iki adet hesaplamalı akışkanlar dinamiği modeliyle doğrulanmıştır. Bu modellerden biri yüzücünün ortalama davranışını gösterirken diğeri yüzücünün tüm gezingesini zamana bağlı bir şekilde ortaya çıkarmaktadır.
Özet (Çeviri)
Micro swimming robots can pave the way for a vast range of applications such as targeted drug delivery, minimally invasive surgery and they can also be used as agents in microsystems. Though it is now possible to manufacture nano-scale swimming structures, motion of these swimmers is yet to be understood in full. Understanding microswimmer motion is crucial in controlling the swimmers. The aim of this thesis is to present an overall picture of trajectory of a microswimmer with a magnetic head and helical tail inside circular channels filled with glycerol. Millimeter long swimmers are produced with 3D printing technology. The swimmers are propelled by a rotating magnetic field achieved by giving alternating current to Helmholtz coil pairs. Effects of confinement, tail length and fluid flow on swimmer trajectory, orientation and propulsion and lateral velocities are reported. It is observed that backward and forward motion of a swimmer result in different trajectories. Amount of confinement affects the way the swimmer follows this trajectory. Fluid flow affects swimming depending on the ratio of tail length to channel size. Direction of fluid flow alters radius of the trajectory. The magnetic field is modulated in order to control the swimmer's direction of motion. Modulated field can be used to make the swimmer follow a straight trajectory close to the center of the channel. Experimental studies are validated with two computational fluid dynamics (CFD) models; one giving out the average swimming behavior and the other giving full trajectory in a time-dependent fashion.
Benzer Tezler
- Phenotypic characterization of histone H1E C-terminal frameshift mutations in rahman syndrome
Rahman sendromunda histone H1E C-terminal ucu çerçeve kayması mutasyonlarının fenotipik karakterizasyonu
NAZLICAN KESMİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
BiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiGenom Çalışmaları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMED KASIM DİRİL
- Chemical characterization and speciation of the macro nutrients in the atmospheric particles, dry and wet deposition modes over the Eastern Mediterrenean: Source areas, bio-availability and impact of atmospheric inputs on marine productivity
Doğu Akdeniz'deki atmosferik parçacıkların, kuru ve yaş çökellerinde makro besin tuzu içeriklerinin belirlenmesi ve türleştirilmesi: Kaynak bölgeler, biyo-kullanılabilirlik ve atmosferik girdilerin denizsel üretime etkisi
MÜNEVVER NEHİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Deniz BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiOşinografi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. MUSTAFA KOÇAK
- Computational dynamical characterization of human major histocompatibility complex proteins
İnsan büyük doku uygunluk kompleksi proteinlerinin hesaplamalı yöntemler ile dinamik karakterizasyonu
ONUR SERÇİNOĞLU
Doktora
İngilizce
2018
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PEMRA ÖZBEK SARICA
- Synthesis, characterization of CdSxSe1-x quantum dots and evaluation of their real-time motions in live cells
CdSxSe1-x kuantum noktaların sentezi, karakterizasyonu ve canlı hücrelerdeki gerçek zamanlı hareketlerinin incelenmesi
GÜLÇİN ÜNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR ÖZÇELİK
- Combined network analysis and molecular dynamics simulations study for characterization of prevalent somatic mutations in breast cancer: Sf3b1 case study
Meme kanserinde bir hayli mutasyona uğramış bir geni karakterize etmek için birleşik ağ analizi ve moleküler dinamik simülasyonları çalışması: Sf3b1 örnek olay incelemesi
ASMAA SAMY MOHAMED MAHMOUD
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilim ve Teknolojiİstanbul Medipol ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. MEHMET KEMAL ÖZDEMİR