Проектирование сенсорных и актюаторных элементов микросистемной техники. Лысенко И.Е. - 67 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

крометров до нескольких миллиметров, а типичная скорость перекачки жидкоJ
сти – от нескольких микролитров до десятков миллилитров в минуту.
Основное применение данные микросистемы находят в медицине (химиJ
ческий анализ жидкостей, крови, ДНК; системы дозирования и ввода различJ
ных лекарственных препаратов) [70-72].
Лаборатории-на-кристалле по сравнению с традиционными системами
анализа имеют следующие преимущества [70-72]:
– малое время отклика. Микролаборатория с высокой скоростью позволяJ
ет доставлять малые объемы анализируемого вещества в область реакции, измеJ
нять его физические и химические характеристики (нагревать/охлаждать, смеJ
шивать с другими веществами) и далее доставлять продукты реакции в область
анализатора;
– низкие потери. Интегральное исполнение лабораторий позволяет сниJ
зить потери в потоках реагентов и продуктов реакции. Это является важной хаJ
рактеристикой этих устройств при работе с опасными или дорогими реагентаJ
ми, а также при дозировке лекарственных препаратов;
– высокое значение отношения площади поверхности к объему жидкости.
Данное свойство позволяет эффективно смешивать жидкие реагенты или обесJ
печивать большую площадь реакции с реагентом в твердом состоянии, а также
улучшать теплопередачу для нагревания или охлаждения анализируемых веJ
ществ и обеспечивать возможность эффективного контроля температурного реJ
жима реакций.
Состав каждой лаборатории-на-кристалле определяется ее назначением.
При изготовлении лабораторий в основном нашли применения LIGA-техJ
нология, технология объемной микрообработки кремния, жидкостное химичеJ
ское травление стекла и сухие пленочные фоторезисторы. Данные технологии
позволяют снизить стоимость различных подсистем и изготавливать одноразоJ
вые подсистемы лабораторий, предназначенные для работы с образцами при
диагностике опасных заболеваний (СПИД, гепатит и т.д.) [69-72].
Также важной особенностью при изготовлении лабораторий-на-кристалJ
ле является выбор подложки, которая должна удовлетворять следующим требоJ
ваниям [70-73]:
– химическая инертность по отношению к анализируемым веществам, реJ
агентам и продуктам реакции;
– возможность реализации в подложке канала с микронными размерами;
– высокие диэлектрические свойства.
Несмотря на преимущества лабораторий-на-кристалле перед традиционJ
ными системами анализа веществ, при проектировании данных микросистем
также возникают некоторые проблемы. Уменьшение размеров подсистем лабоJ
раторий приводит к возникновению трудностей при моделировании как мехаJ
нических, так физических и химических процессов, происходящих в микросиJ
стеме.
67

Страницы