การพัฒนาของไหลจุลภาคแบบดิจิทัลที่ใช้ศักย์ไฟฟ้ากระตุ้นต่ำ: ผลของระยะห่างระหว่างขั้วอิเล็กโทรดและความหนาของชั้นไดอิเล็กทริกต่อศักย์ไฟฟ้ากระตุ้น

ภัสรา ทิพเนตร; สุจิรา จิตคำมา

การพัฒนาของไหลจุลภาคแบบดิจิทัลที่ใช้ศักย์ไฟฟ้ากระตุ้นต่ำ: ผลของระยะห่างระหว่างขั้วอิเล็กโทรดและความหนาของชั้นไดอิเล็กทริกต่อศักย์ไฟฟ้ากระตุ้น

Files

ติดต่อ งานส่งเสริมการเรียนรู้สารสนเทศดิจิทัล.pdf(46.82 KB)

Date

2018

Authors

ภัสรา ทิพเนตร

สุจิรา จิตคำมา

Publisher

มหาวิทยาลัยพะเยา

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาและพัฒนาระบบดิจิทัลไมโครฟลูอิดิกส์ โดยศึกษาปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงมุมสัมผัสของหยดน้ำปราศจากไอออนปริมาตร 8 ไมโครลิตร ดังนี้ วิธีการทำขั้วอิเล็กโทรด ระยะห่างระหว่างขั้วอิเล็กโทรด ความหนาของชั้นไดเล็กทริก และชนิดของชั้นไดอิเล็กทริก ขั้วอิเล็กโทรดขนาด 3x3 มิลลิเมตร ทำจากการกัดลายวงจรพีซีบี ฟิล์มทองแดงและไทเทเนียมที่ประดิษฐ์ด้วยวิธีสปัตเตอริง ขั้วอิเล็กโทรดถูกเคลือบด้วยชั้นไดอิเล็กทริก ได้แก่ 1) พอลิเมอร์พีดีเอ็มเอส 2) ไทเทเนียมไดออกไซด์:พอลิเมอร์โพลีไดเมทิลไซลอกเซน นาโนคอมโพสิท อัตราส่วน 1%wt/ TiO2/PDMS กับ 3% wt/ TiO2/PDMS จากผลการทดลองพบว่า ขั้วอิเล็กโทรดไทเทเนียมทำให้มุมสัมผัสของหยดน้ำเปลี่ยนแปลงมากที่สุด ชั้นไดอิเล็กทริกไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2)/พอลิเมอร์โพลีไดเมทิลไซลอกเซนนาโนคอมโพสิท อัตราส่วน 1%wt/ TiO2/PDMS ทำให้มุมสัมผัสของหยดน้ำเปลี่ยนแปลงมากที่สุด นอกจากนี้พบว่า ระยะห่างของขั้วอิเล็กโทรด 230±10 ไมโครเมตร และความหนาของชั้นไดอิเล็กทริกที่เคลือบด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2)/พอลิเมอร์โพลีไดเมทิลไซลอกเซนนาโนคอมโพสิท ขั้วอิเล็กโทรดฟิล์มทองแดง อัตราส่วน 3%wt/ TiO2/PDMS โดยสปินที่ความเร็วรอบ 2000 สามารถเปลี่ยนแปลงมุมสัมผัสมากที่สุด 48 องศา เมื่อใช้ความต่างศักย์ไฟฟ้ากระตุ้น 250 โวลต์

Description

In this research, we studied and developed digital microfluidic chip. The parameters associated to changes the contact angle of 8-µL liquid droplets on dielectric layer were investigates including fabrication methods of electrode, dielectric coating, electrodes gap, dielectric thickness and dielectric materials. The electrode is made from PCB, sputtered-thin-film of copper and titanium. The electrode area is 3x3 mm and the dielectric layer is coated with PDMS polymer and dielectric layers coated with titanium dioxide (TiO2) /Polymethylmethacrylate (PDMS) nanocomposite at 1%wt/TiO2/PDMS with 3%wt/TiO2/PDMS. The experimental results showed that the electrodes made of titanium thin film make the maximum change of droplet's contact angle change. The nanocomposite of titanium dioxide (TiO2) /Polymethylmethacrylate (PDMS) with 1% wt/TiO2/PDMS had a contact angle of 105±2 degrees on the electrodes made of copper sputtering. In addition, it was found that thin-copper film electrode with the gap of 230 ± 10 μm and the dielectric layer made of titanium dioxide (TiO2) / Polymethylmethacrylate (PDMS) nanocomposite at 3% wt/TiO2/PDMS with spin speed of 2000 RPM changes the contact angle by 48 degrees with the minimum actuation voltage of 250 volts.

Keywords

ดิจิทัลไมโคฟลูดิกส์, พีดีเอ็มเอสไทเทเนียมนาโนคอมโพสิท, พีดีเอ็มเอส, มุมสัมผัส, digital microfluidic, PDMS: TiO2 nanocomposite, PDMS, contact angle

Citation

ภัสรา ทิพเนตร และสุจิรา จิตคำมา. (2561). การพัฒนาของไหลจุลภาคแบบดิจิทัลที่ใช้ศักย์ไฟฟ้ากระตุ้นต่ำ : ผลของระยะห่างระหว่างขั้วอิเล็กโทรดและความหนาของชั้นไดอิเล็กทริกต่อศักย์ไฟฟ้ากระตุ้น. [ปริญญานิพนธ์ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยพะเยา.