آرمان صادقی

در این پژوهش، به مطالعه انتقال جرم یک باند آنالیت در جریان الکترو اسمز در میکرو کانال نرم دو صفحه موازی بر اساس نظریه «پخش هیدرودینامیکی» (پخش تیلور) پرداخته شد. با فرض جریان کاملاً توسعه یافته در میکرو کانال دارای پتانسیل سطحی کم، ابتدا معادلات تحلیلی برای توزیع پتانسیل الکتریکی و توزیع سرعت حاصل گردید و سپس با در نظر گرفتن نظریه پخش تیلور و با استفاده از معادلات مذکور، حل تحلیلی برای توزیع غلظت حل‎شونده و نهایتاً معادله ای برای ضریب پخش مؤثر حاصل شد. هم‎چنین تحلیل‎های عددی برای پیش‎بینی مقادیر پخش در پتانسیل‎های بالا انجام شده و محدوده بحرانی برای اعتبار خطی‎سازی دبای-هاکل در مجراهای میکرو نرم به دست آمد. سپس مقادیر بدست آمده برای ضریب پخش مؤثر از معادله تحلیلی و حل عددی معادلات فوق بدون درنظر گرفتن تقریب دبای-هاکل با یکدیگر مقایسه شد و مشاهده گردید که خطای قابل قبولی بین داده‎ها (در حدود 12%) وجود دارد. علاوه بر این، حرکت و پخش باند آنالیت تزریق شده در میکرو کانال نرم بر مبنای متوسط گیری غلظت در هر سطح مقطع کانال مدل سازی شد و با مقایسه نتایج حاصل با نتایج روش عددی معادلات کوپل‎شده خطای تقریبی متوسط 9% حاصل شد. این میزان خطا تا حدودی به علت فرضیات ساده کننده موجود می‎باشد و از سوی دیگر محدود بودن آن نشان از درستی فرضیات مذکور دارد. نتایج حاکی از آن است که با افزایش ضخامت لایه پلی الکترولیت، ضریب پخش مؤثر (پخش هیدرودینامیکی) در جریان الکترواسمز افزایش می یابد. بنابراین در مواردی که افزایش پخش مدنظر باشد می‎توان از میکرو کانال نرم به جای میکرو کانال معمولی استفاده نمود. به عنوان مثال ضریب پخش مؤثر در مقادیر یکسانی از پارامترهای Pe=10 ،10Κ= و ψ_w^*=1 برای میکروکانال معمولی و میکرو کانال با ضخامت لایه پلی‎الکترولیت برابر 1/0 به ترتیب برابر با 2033/0 و 45889/0 است. علاوه بر این می‎توان گفت که افزایش اصطکاک لایه پلی‎الکترولیت باعث کاهش پخش هیدرودینامیکی می‎شود. همچنین علی‎رغم این‎که برای کاهش پخش هیدرودینامیکی در کانال‎های معمولی، کاهش پتانسیل سطح لازم است، در کانال‎های نرم پتانسیل سطحی ای که در آن حداقل پخش هیدرودینامیک رخ می‎دهد، شدیداً وابسته به چگالی گروه‎های باردار لایه پلی‎الکترولیت است. سرانجام نشان داده شد که ناهنجاریِ مشاهده شده در توزیع پتانسیل الکتریکی و توز