Effect of molds on curing in PDMS fabrication and deformation in pdms based microfluidic chips
Farklı kalıpların PDMS kürlenmesi üzerindeki etkisi ve pdms mikroakışkan çip deformasyonu
- Tez No: 854160
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KOŞAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 44
Özet
Bu tezde mikroakışkan sistemleri ele alan iki farklı çalışma ele alınmaktadır. PDMS, diğer üretim yöntemlerine kıyasla daha kolay ve ucuz olması nedeniyle popüler mikroakışkan çip hammaddesidir. Biyouyumlu, esnek ve kolay şekillendirilebilir olması PDMS'yi özellikle organ-çip gibi biyoteknolojik uygulamalar için en kullanışlı malzeme haline getirmektedir. Literatürde PDMS mikro cihaz üretiminin optimizasyonunda kürleme oranı, pişirme süresi ve karıştırma oranının etkileri üzerine birçok çalışma bulunmaktadır. Son zamanlarda 3D yazıcılar kolay ve pratik olmaları nedeniyle PDMS kalıp üretiminde popüler bir alternatif yöntem haline gelmiştir. 3D yazıcı üretiminde çok çeşitli malzemeler kullanılmaktadır ve PDMS kürlemesinde kullanılan bu malzemelerin farklı ısı transfer katsayıları nedeniyle kürlemeyi etkilediği gözlemlenmiştir. Bu çalışmanın ilk bölümünde 4 farklı malzeme ile imal edilen aynı boyutlardaki kalıpların PDMS kürlenmesine etkisi incelenmiştir. Bulgular, kalıp malzemesi seçiminin hem PDMS'nin kürlenme kinetiğini hem de sonuç olarak malzemenin mekanik özelliklerini etkilediğini göstermektedir. Ancak bu etki, seçilen sıcaklıklarda ve kürlenme süresinde kürlenmenin genel verimliliği üzerinde etkili değildir. PDMS yumuşak ve esnek özelliklere sahip bir malzemedir, bu özellikleri de onu birçok uygulama için uygun hale getirir. Ancak farklı koşullar altında kürlenen PDMS farklı esneklik özellikleri gösterebilmektedir. PDMS, kanallardaki akışın uyguladığı basınç etkisi altında esner ve özellikle basıncın en yüksek olduğu kanal girişi esneyerek şekil değiştirir. PDMS'nin esnekliğinden kaynaklanan bu değişim deformasyon olarak adlandırılır. Çalışmanın ikinci bölümünde farklı boyutlara ve kürlenme şekillerine sahip mikroakışkan çiplerin deformasyonları analiz edilmiş ve karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonuçlarına göre, düşük akış hızlarında, aynı boyutlara sahip mikrokanalların deformasyon oranının elastikiyetten önemli ölçüde etkilendiğini göstermektedir. Bununla birlikte, akış hızı arttıkça, elastikiyetin etkisi azalır ve daha yüksek akış hızlarında vurgulanır.
Özet (Çeviri)
In this thesis two different approaches on polydimethylsiloxane(PDMS) curing and deformation in microfluidic chips were discussed. PDMS is the most preferred microfluidic chip raw material since it allows easy and cheap fabrication of microfluidic chips compared to other production methods. Biocompability and flexibilty and easy fabrication of microfluidic chips make PDMS popular material, especially for biotechnological applications such as organ-a-chip devices. Recently, 3D printers have become a popular alternative method in PDMS mold production because they are easy and practical. A wide variety of materials has been used in 3D printing, and it was observed that these materials affect the PDMS curing. The first part of this study examines the effect of molds with the same dimensions which were fabricated using 4 different materials on PDMS curing. The findings indicate that the choice of mold material affects both the curing kinetics of PDMS and, consequently, the mechanical properties of the material. However, this influence is not substantial on overall efficiency of curing at the selected temperatures and curing duration. PDMS based microfluidic chips deform under the influence of the liquid flowing through the microfluidic channels especially near the channel inlet where the pressure is the highest. This change due to the elasticiy of PDMS. In the second part of the thesis, the deformations of chips with different dimensions and curing patterns were analyzed. The findings indicate that, at low flow rates, the deformation ratio of microchannels with identical dimensions is notably influenced by elasticity. However, as the flow rate rises, the impact of elasticity diminishes.
Benzer Tezler
- Development of a drug dose-adjustable transdermal microneedle system
İlaç dozu ayarlanabilir bir deri içi mikroiğne sisteminin geliştirilmesi
BUĞRA KAĞAN ÜNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SONER ÇAKMAK
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ŞENTÜRK
- Fabrication of polydimethylsiloxane microstructures for hydrophobic surfaces
Hidrofobik yüzeyler için polidimetilsiloksan mikro yapılarının imalatı
MAY AKRAA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN SADIKOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ENES ORUÇ
- Uçucu külden üretilen silis dumanı katkılı gazbeton örnekleri üzerine kür etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of curing on the fly ash (FA) concrete samples of the produced autoclaved aerated concrete doped silica fume (SF)
KADİR GÜÇLÜER
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Teknik EğitimAfyon Kocatepe ÜniversitesiYapı Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN ÜNAL
- Ferrokrom cüruf agregasının betonun mekanik özelliklerine etkisi
The effect of the ferrochrome slag aggregate on mechanical properties of concrete
FATİH SALİHPAŞAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZKAN ŞENGÜL