| Summary: | Mikrofluidistiikka ja mikroelektroniset systeemit löytävät tiensä entistä
useammin arkipäiväiseen elämään ja tutkimukseen. Vaikkakin hiilinanoputket ovat
yksi tutkituimmista materiaaleista, niin lähestyimme asiaa käyttämällä
hemiselluloosalla vesiliukoistettuja hiilinanoputkia. Tarkoituksena on tutkia tämän
hiilinanoputki-hermiselluloosaliuoksen kuljetusta mikrofluidististen kanavien läpi.
Lähestymistapamme on käyttää PDMS mikrokanavia, joita valmistimme eri
halkaisijoilla. Muotit mikrokanavien valmistusta varten saimme Aalto yliopistosta.
Päämäärää varten on valmistettava PDMS kanavia, suoritettava
hydrofiilisyyskasittelyjä ja sonikaattorilla puhdistavia käsittelyjä. Parhaan tuloksen
aikaansaamiseksi sonikoinnissa käsittelimme PDMS:aa tunnin ajan isopropanooli
liuoksessa, jonka jälkeen annettiin PDMS:n levätä 2 tunnin ajan. RIE
happiplasmahydrofiilisyyskäsittelyn parametreiksi saatiin 60 wattia ja 30 sekuntia.
Näytteiden valmistamisen tuloksena oli mikrokanava, joka pystyi kuljettamaan
hiilinanoputhemiselluloosaa toistuvasti 30 μm leveiden mikrokanavien lävitse.
Microfluidic and microelectronic systems are becoming part of everyday
applications - in both research and daily life. By themselves, carbon nanotubes are
one of the most researched materials today.
The goal of this M.Sc. Thesis project was to study how flow in microfluidic channels
affects or is affected by carbon nanotubes. We wished to find out how specific solid
structures we could mold out of polydimethylsiloxane (PDMS) for carbon nanotube
hemicellulose. For this purpose, we wanted to make a consistent flow of carbon
nanotube hemicellulose in microfluidic channel and find its restrictions as function of
width. Our approach was to use several PDMS microfluidic channels 5, 20, 30 and
50μm wide and run the solution through all of them.
Fabrication methods requires producing PDMS channels, sonication and
hydrophilicity treatments. The best method for sonication treatment was found to be
an 1 hour sonication of PDMS in isopropanol, after which the PDMS -sample was let
to rest for 2 hours before proceeding to the next phase. For the following RIE oxygen
hydrophilicity treatment, the best results were received using 60 watts for 30 seconds.
After the fabrication of PDMS channels, we observed the flow of carbon nanotube
hemicellulose liquid through the channels. The smallest channel diameter, that the
carbon nanotube hemicellulose was able to pass repeatedly, was 30μm. Using this
method, it should be possible to coat silicon substrate with carbon nanotube
hemicellulose down to 30 μm width.
|
|---|