طراحي يك ساختار الكترود نوآورانه براي جداسازي مداوم سه جمعيت از ذرات مختلف با روش دي الكتروفورسيس

جداسازي ذرات از يك مخلوط ناهمگن با دقت و راندمان بالا، در بسياري از زمينه ها از جمله مهندسي، زيست شناسي، پزشكي و شيمي با اهميت است. در اين مقاله، با طراحي يك دستگاه ميكروفلوئيديك حاوي يك ساختار نوآورانه از الكترودهاي منحني، به صورت عددي جداسازي مداوم سه جمعيت از ذرات پلي استايرن بر اساس اندازه با مكانيزم دي الكتروفورسيس بررسي مي شود. كانال حاضر، از دو ناحيه تمركز و جداسازي تشكيل شده است. مخلوطي از ذرات پلي استايرن 5، 10 و 20 ميكرومتري پس از ورود به كانال اصلي، ابتدا در بخش تمركز توسط يك جريان غلاف متمركز شده و سپس در ناحيه جداسازي، بر اساس اندازه جدا مي شوند. براي انجام شبيه سازي هاي عددي، ابتدا يك حلگر در محيط اپن فوم توسعه داده شد. سپس، با مقايسه نتايج شبيه سازي با يك كار تجربي، حلگر مورد نظر اعتبارسنجي شد. در ادامه، پارامترهاي هندسي و عملياتي تاثيرگذار روي جداسازي، از جمله انحناي الكترودها، اندازه گپ الكترودها و دبي جريان بررسي شد. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد كه با افزايش گپ الكترود‌ها، دبي جريان و كاهش شعاع انحناي الكترودها، پنجره ولتاژ افزايش يافته‌ است. همچنين نتايج نشان داد كه با انتخاب ساختار الكترودي مناسب، پنجره ولتاژ به دست آمده براي جداسازي مطلوب ذرات در دبي 5/1 ميكروليتر بر دقيقه، ۱۴ الي ۲5/۱۶ ولت مي باشد.