|
عنوان
|
بررسی اثر خواص فیزیکی لایه پلی الکترولیتی بر توزیع حل شونده در جریان الکترواسمزی
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه
|
|
کلیدواژه‌ها
|
الکترواسمز، میکروکانال نرم، پخش تیلور، انتقال جرم، خواص فیزیکی
|
|
چکیده
|
در سال های اخیر استفاده از میکروکانال های نرم برای کنترل پدیده های الکتروسینتیکی از جمله جریان الکترواسمز محور مطالعات گسترده ای بوده است. در اغلب مدل سازی های صورت گرفته، خواص فیزیکی لایه نرم و توده الکترولیت یکسان فرض شده است. در این پژوهش برای اولین بار به تاثیر خواص فیزیکی لایه نرم بر انتقال جرم یک آنالیت در جریان الکترواسمز در فضای میکرو بین دو صفحه موازی بر اساس نظریه «پخش هیدرودینامیکی» یا «پخش تیلور» پرداخته شده است. ابتدا با استفاده از خطی سازی دبای-هاکل، حل های تحلیلی برای توزیع پتانسیل الکتریکی و توزیع سرعت ارایه شد. سپس با درنظر گرفتن نظریه پخش تیلور و با استفاده از معادلات مذکور، پاسخ تحلیلی برای توزیع غلظت حل شونده و نهایتا معادله ای برای ضریب پخش موثر حاصل گردید. حل تحلیلی مذکور با حل عددی معادلات حاکمه بدون اعمال خطی سازی دبای-هاکل مقایسه گردید و مشاهده شد که در مقادیر پتانسیل سطحی کم، حل تحلیلی با خطای کمتر از 2%، با حل عددی مطابقت دارد. سپس با رویکردی متفاوت و کاملا مبتنی بر فیزیک مساله، حرکت و پخش باند آنالیت تزریق شده در میکروکانال نرم از طریق متوسط گیری غلظت در هر سطح مقطع پیگیری شد. نتایج نشان دادند که هرچقدر اثر جدایش یونی افزایش یابد، ضریب پخش موثر افزایش می یابد. به بیان دیگر، هرچقدر ضریب گذردهی لایه نرم کمتر باشد، پخش هیدرودینامیکی افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد با افزایش ویسکوزیته سیال در داخل لایه نرم پخش هیدرودینامیکی کاهش می یابد. علاوه بر این، هرچقدر ضریب نفوذ آنالیت در لایه پلی الکترولیتی کوچکتر باشد موجب افزایش ضریب پخش موثر می شود. ضمنا در مقایسه با نسبت ضرایب نفوذ آنالیت در لایه نرم به الکترولیت، جدایش یونی تاثیر بیشتری بر روی ضریب موثر پخش را دارا می باشد.
|
|
پژوهشگران
|
آرمان صادقی (استاد راهنما)، سید نظام الدین اشرفی زاده (استاد راهنما)، رضا طالبی (دانشجو)
|