The effect of geometry on mixing efficiency for microfluidic device

Résumé

Les micromélangeurs ont connu une croissance énorme au cours des dernières décennies et la fabrication de dispositifs simples nous a conduit obtenir des résultats sur différents dispositifs de micromélangeurs avec différentes techniques. Ils agissent comme l'un des éléments les plus importants dans un système microfluidique pour les applications biologiques et médicales. Les liposomes sont l'une des nanoparticules les plus remarquables utilisées comme transporteur de médicament dans l'administration de médicaments pour les applications médicales. La production de liposomes à l'aide de micromélangeurs et de dispositifs microfluidiques a surmonté plusieurs obstacles dans ce domaine. L'amélioration du processus de mélange en plaçant une barrière sur la paroi du canal telle que le micromélangeur à perturbation périodique (PDM) que nous introduisons dans ce travail, réduirait la longueur de la section où le mélange est produit et nous conduirait à une efficacité de mélange plus élevée. Un micromélangeur bien conçu présente un mélange rapide et une taille compacte. Il faut toujours garder à l'esprit que le temps de mélange est l'élément clé spécialement pour un usage industriel. La forme des micro-canaux est un autre paramètre important dans la conception d'un micromélangeur et les micro-canaux sont généralement connectés à une série de canaux planaires s'engageant dans des changements brusques dans la direction d'écoulement. Les deux principales catégories de micromélangeurs sont actives et passives. Pour les micromélangeurs actifs, une force d'énergie externe est appliquée pour perturber les échantillons. Pour le passif, la surface de contact et le temps de contact des échantillons augmentent à travers la configuration de la conception. Dans cette thèse, la modélisation numérique a été utilisée pour évaluer et étudier le processus de micromélange pour l’efficacité du mélange grâce à des dispositifs microfluidiques et une comparaison entre différentes géométries (forme Y simple et PDM) et différentes tailles pour chaque géométrie a été effectuée. Un ensemble de paramètres de contrôle a été choisi pour identifier la géométrie et la taille optimales. Ces paramètres étaient une gamme de rapport de débit (FRR) et de rapport de débit total (TFR), et trois rapports d'aspect avec deux conceptions différentes. L’objectif était d’évaluer lequel avait le plus d'efficacité pour le mélange de fluide. Dans le cadre de l'évaluation de la conception, une série d'expériences pour la production de liposomes a été menée pour voir quel était l'effet du rapport d'aspect, du TFR et du FRR sur la gamme de taille des liposomes produits, car les applications médicales ont un énorme intérêt pour les dispositifs microfluidiques en raison de leur capacité dans la production de liposomes de taille contrôlée et également dans la distribution des tailles.

Date	20 déc. 2020
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Vahé Nerguizian (Directeur(-trice))