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: 88
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
- 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
- Kalman filtresi ve dengeleyen eğri olarak polinomlar ve trigonometrik fonksiyonlar
Başlık çevirisi yok
FEVZİYE DEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMED ŞAHİN
- Formal verification and controller synthesis for discrete-time systems
Başlık çevirisi yok
EBRU AYDIN GÖL
Doktora
İngilizce
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoston UniversityPROF. CALIN BELTA
- Telsiz vericilerinin açılma geçici rejim işaretlerinin algılanması, modellenmesi, sınıflandırılması
Detection, characterization and classification of radio transmitter turn-on transient signals
OKTAY ÜRETEN
Doktora
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FARUK ÖZEK